高速動(dòng)車(chē)懸掛系統(tǒng)的故障特征識(shí)別研究.pdf

1、高速動(dòng)車(chē)組在鐵路運(yùn)輸中的比重越來(lái)越大，對(duì)動(dòng)車(chē)組日常維護(hù)和檢修也提出了更高的要求。在復(fù)雜多變的線(xiàn)路環(huán)境下，動(dòng)車(chē)組車(chē)輛受到的沖擊形式也多種多樣，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行不但增加了動(dòng)車(chē)組懸掛系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，還提高了維護(hù)成本。如果車(chē)輛在運(yùn)行中出現(xiàn)懸掛系統(tǒng)的故障，在日常檢修未拆卸懸掛部件檢測(cè)的情況下難以辨別。懸掛系統(tǒng)是高速動(dòng)車(chē)組吸收和傳遞沖擊振動(dòng)的關(guān)鍵，一旦發(fā)生故障，極有可能危害車(chē)輛運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。輕者使乘客感到不適、惡心，增加旅程疲勞程度，重者可能引發(fā)連

2、鎖故障，危及車(chē)輛安全和旅客的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此要想確定進(jìn)行對(duì)懸掛系統(tǒng)故障識(shí)別的研究，首先要對(duì)懸掛系統(tǒng)故障對(duì)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能的影響程度有所了解，其次要對(duì)車(chē)體、構(gòu)架振動(dòng)信號(hào)的分析和深入挖掘，找到識(shí)別故障特征的方式。
　　本文總結(jié)了現(xiàn)有懸掛部件的故障形式、故障原因，分析了故障影響以及在多體動(dòng)力學(xué)模型中的表現(xiàn)形式。用SIMPACK軟件建立了某350km/h速度級(jí)高速動(dòng)車(chē)組模型，通過(guò)仿真說(shuō)明了模型的準(zhǔn)確性。建立了懸掛系統(tǒng)故障后的高速動(dòng)車(chē)組模型

3、，并根據(jù)故障部件、故障程度以及故障組合情況的仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)對(duì)比。結(jié)果表明:
　　(1)高速動(dòng)車(chē)組懸掛參數(shù)存在較強(qiáng)的冗余設(shè)計(jì)，在部件故障不十分嚴(yán)重的情況下，車(chē)輛運(yùn)行動(dòng)力學(xué)性能不會(huì)特別嚴(yán)重。部件的故障程度往往存在一個(gè)特征值，故障程度超過(guò)這個(gè)值，將會(huì)使車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能迅速惡化。
　　(2)軸箱彈簧、垂向減振器、轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的故障關(guān)系到車(chē)輛的運(yùn)行安全性，應(yīng)予以足夠的重視。觀察構(gòu)架的振幅譜，根據(jù)構(gòu)架的振動(dòng)形式變化，共振的產(chǎn)生和頻率的移動(dòng)，

4、可以初步識(shí)別出這類(lèi)故障。
　　(3)橫向減振器、抗蛇行減振器和空氣彈簧對(duì)車(chē)輛運(yùn)行平穩(wěn)性指標(biāo)的影響最大，車(chē)體橫、垂向加速度和搖頭角變化也十分明顯。觀察車(chē)體振動(dòng)振幅譜和加速度最大值的變化，可以初步識(shí)別這類(lèi)部件故障。
　　之后，對(duì)車(chē)體和構(gòu)架的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了聚合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EEMD)，每個(gè)信號(hào)分解后得到一組反映原信號(hào)時(shí)頻特征的IMF信號(hào)。運(yùn)用信息熵的理論，討論了能量熵、時(shí)間熵、時(shí)頻熵、奇異熵和平均熵這5個(gè)信息熵的原理和代表的物理意