輪對柔性對高速列車曲線通過性能影響研究.pdf

1、由于我國高速列車運營速度的高速化和車輛結構設計的輕量化，導致了車輛系統(tǒng)的主要結構部件彈性振動加劇，而高頻的彈性振動會引起輪軌磨耗增加、輪軌噪聲增大、車輪變得不圓順、車輛的舒適性和安全性降低等問題。因此，考慮車輛系統(tǒng)主要結構部件自身的柔性特性對車輛系統(tǒng)動力學性能的影響已不容忽視，并且材質一般都具有彈性，如果考慮為柔性，將更加符合實際情況。本文將CRH2型動車組的拖車輪對考慮為柔性體，研究其對車輛曲線通過性能的影響，并與車輛多剛體系統(tǒng)模型的

2、計算結果做了對比分析。
　　首先基于多體系統(tǒng)動力學分析軟件SIMPACK，根據CRH2拖車的動力學參數建立車輛多剛體系統(tǒng)模型。其次利用SolidWorks對CRH2動車組拖車輪對進行實體建模，將其導入HyperMesh中進行網格劃分，將生成的輪對有限元模型導入到ANSYS中進行子結構分析和模態(tài)分析，通過子結構分析和模態(tài)分析分別提取輪對的質量、剛度和阻尼矩陣以及輪對的固有頻率和模態(tài)振型。最后將提取的柔性輪對信息輸入到SIMPACK中

3、生成柔性輪對模型，建立考慮輪對柔性的車輛剛柔耦合系統(tǒng)模型。
　　以德國低干擾譜為軌道激勵，對兩種模型在不同的曲線工況下的動態(tài)響應進行對比分析，研究車輛的曲線通過性能。由計算結果可知，柔性輪對模型的車體加速度和Sperling指數均略大于剛性輪對模型，輪對柔性對車輛運行平穩(wěn)性的影響較小;考慮輪對的柔性后，車輛通過曲線時的輪軌橫向力、輪軸橫向力和脫軌系數增幅明顯，對輪軌垂向力和輪重減載率的影響較小。
　　利用車輛剛柔耦合系統(tǒng)模型

4、，研究曲線半徑、超高、緩和曲線長度和軌底坡等曲線設計參數對車輛曲線通過性能的影響。研究結果表明:適當增加曲線半徑可以降低車體橫向加速度、橫向Sperling指數、輪軸橫向力、輪重減載率和外側車輪的輪軌垂向力、輪軌橫向力和脫軌系數，曲線半徑過大對車輛動力學性能的提升不明顯;當均衡超高為70mm時，設置超高為90mm，即車輛處于較小的過超高狀態(tài)時，車輛的運行平穩(wěn)性和安全性更好;適當增加緩和曲線的長度能有效降低輪重減載率，但對其它動力學性能指