基于高速列車穩(wěn)定性和振動特性的半主動懸掛系統(tǒng)研究.pdf

1、半主動懸掛技術是隔離車體振動，改善車輛運行平穩(wěn)性的有效方法。近年中國高速列車運行速度提升至了300km/h以上。在此區(qū)間車輛及其運行條件都發(fā)生了巨大變化，軌道激擾頻率增加，車輪磨耗加劇，車輛穩(wěn)定問題凸顯。這些都給半主動懸掛技術在高速列車上的應用帶來了新的挑戰(zhàn)。因此針對高速列車的使用特點，開展高速列車半主動懸掛技術研究具有很強的理論意義和技術需求。基于此本文對高速列車半主動懸掛技術進行深入研究，主要開展了以下工作:
　　(1)分別建

2、立了簡化的3自由度車輛系統(tǒng)模型和50自由度車輛系統(tǒng)模型，50自由度模型為縱橫垂三向運動相耦合模型，并考慮了懸掛系統(tǒng)和輪軌接觸關系的非線性特性。
　　(2)建立了半主動懸掛系統(tǒng)模型，系統(tǒng)模型主要包括半主動控制器模型，傳感裝置模型和半主動減振器模型。其中對常用的比例溢流閥式半主動減振器和磁流變液半主動減振器進行了系統(tǒng)分析和詳細建模。提出了磁流變減振器的連續(xù)粘彈塑性物理模型，給出了模型參數(shù)的直接求解方法。另外還利用滯環(huán)分離法建立了磁流變

3、減振器的逆模型。
　　(3)利用所構建的高速列車模型和半主動懸掛系統(tǒng)模型，研究了半主動高速列車的穩(wěn)定性。基于非線性振動分叉理論研究了低錐度列車、高錐度列車、低錐度磨耗狀態(tài)列車和高錐度磨耗狀態(tài)列車的蛇行運動分叉特征，分析了半主動懸掛系統(tǒng)與高速列車蛇行運動的相互關系，揭示了半主動懸掛列車和被動懸掛列車在非線性穩(wěn)定性方面的內在差異。
　　(4)研究了半主動減振方法的隔振特性，比例溢流閥式半主動懸掛系統(tǒng)和磁流變半主動懸掛系統(tǒng)的減振性

4、能，在此基礎上分析了半主動懸掛系統(tǒng)減振性能與線路條件，運行速度以及車輛類型的關系，給出了不同的使用條件下半主動懸掛系統(tǒng)的設計方法。
　　(5)設計了新型高速列車半主動懸掛系統(tǒng)，新型高速列車半主動懸掛系統(tǒng)由平穩(wěn)性控制，穩(wěn)定性控制和會車振動控制組成。新型半主動懸掛系統(tǒng)能夠有效提高半主動懸掛車輛穩(wěn)定性，能夠根據(jù)運行工況對天棚阻尼進行最優(yōu)調節(jié)，并對會車振動沖擊有明顯的抑制效果。
　　(6)基于半主動高速列車穩(wěn)定性和半主動懸掛系統(tǒng)減振