輪對柔性對車輛系統(tǒng)動力學(xué)性能的影響.pdf

1、在過去的幾十年中，高速列車有了很快的發(fā)展，如日本的新干線，法國的TGV，德國的ICE，意大利的Pendolino，以及瑞士的X2000。最近幾年，我國的高速列車也得到了跨越式的發(fā)展，如CRH系列動車組。
　　隨著列車運行速度越來越高，列車受到的激振頻率也隨之提高，輪軌間作用越來越大，由此產(chǎn)生了一些新的問題，如輪軌磨耗、輪軌噪聲、車輪不圓順、道床結(jié)構(gòu)惡化等等。而這些破壞被認為是由于中頻率范圍內(nèi)的振動所導(dǎo)致，因此人們開始研究50-50

2、0Hz頻率范圍內(nèi)的振動對車輛-軌道動力學(xué)的影響。
　　傳統(tǒng)的車輛系統(tǒng)動力學(xué)研究只把車輛結(jié)構(gòu)簡化為剛性體，而隨著運行速度的提高，車輛受到的激振頻率會增加，同時車輛結(jié)構(gòu)的輕量化要求又使得車輛結(jié)構(gòu)的剛度降低，因此需要利用剛?cè)狁詈隙囿w系統(tǒng)動力學(xué)來研究整個車輛-軌道振動系統(tǒng)。
　　本論文是在對現(xiàn)有高速拖車轉(zhuǎn)向架主要結(jié)構(gòu)進行認真分析的基礎(chǔ)上，利用SIMPACK多體動力學(xué)軟件對其進行了建模，然后再結(jié)合通用有限元軟件ABAQUS把輪對處理成

3、了柔性體，由此得到剛性輪對車輛模型和柔性輪對車輛模型。利用SIMPACK對兩種模型進行仿真計算，分析其蛇行臨界速度、直線運行及曲線通過的動力學(xué)性能，以考察在車輛系統(tǒng)動力學(xué)仿真計算中，考慮輪對結(jié)構(gòu)柔性對仿真結(jié)果的影響。
　　本文首先在ABAQUS的輸入文件中定義節(jié)點，通過這些節(jié)點來表征輪對的有限元模型，并通過關(guān)鍵字的定義輸出輪對結(jié)構(gòu)的質(zhì)量矩陣、剛度矩陣和模態(tài)信息，再經(jīng)SIMPACK的前處理程序FEMBS處理，得到柔性輪對文件，最后在

4、SIMPACK中使用柔性輪對文件得到柔性輪對車輛模型。
　　本文通過分析車輛在經(jīng)過一段軌道激勵后，輪對橫向位移的收斂情況來判定車輛的非線性蛇行臨界速度，由仿真結(jié)果可以看出柔性輪對車輛模型的非線性蛇行臨界速度比剛性輪對車輛模型的要小，但降幅不大。隨后研究了兩種車輛模型在德國高速低干擾軌道譜下的直線運行性能和曲線通過性能，通過結(jié)果比較可知，對于直線運行性能，兩種車輛模型的差別很小，可以忽略不計；而對于曲線通過性能，在一些評價指標上，兩