基于動(dòng)態(tài)特性的高速列車輪對結(jié)構(gòu)參數(shù)影響分析.pdf

1、高速列車輪對組成在運(yùn)行過程中，承受輪軌力激振產(chǎn)生振動(dòng)，其振動(dòng)特性是一系懸掛參數(shù)匹配、輪對組成零部件疲勞分析的基礎(chǔ)，同時(shí)對列車運(yùn)行安全性平穩(wěn)性具有重要影響。針對輪對動(dòng)態(tài)特性研究，整車多體動(dòng)力學(xué)分析方法由于對輪對組成進(jìn)行大量抽象，無法指導(dǎo)輪對組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而現(xiàn)有的輪對組成動(dòng)力學(xué)建模也存在建模精度不夠問題，導(dǎo)致仿真誤差，為此建立完整的輪對組成結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析模型，系統(tǒng)的研究結(jié)構(gòu)參數(shù)對輪對組成動(dòng)態(tài)特性影響規(guī)律以指導(dǎo)設(shè)計(jì)具有重要意義。
　　通

2、過詳細(xì)分析輪對組成實(shí)際中約束狀態(tài)，借鑒整車多體動(dòng)力學(xué)和輪對動(dòng)力學(xué)建模方法，建立了輪對組成結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)完整有限元模型和物理模型。根據(jù)輪對組成振動(dòng)形式的不同，建立了三種數(shù)學(xué)模型（鐘擺角振動(dòng)模型、彎曲簡支梁模型和橫向擺動(dòng)模型），定性分析了輪對組成結(jié)構(gòu)參數(shù)（車輪半徑、齒輪箱位置、轉(zhuǎn)臂長度）對三種振動(dòng)形式主振頻率影響規(guī)律。為精確求解，借助有限元分析方法，進(jìn)行模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，系統(tǒng)的分析了各結(jié)構(gòu)參數(shù)對輪對組成垂向振動(dòng)模態(tài)頻率、振型

3、、一系垂向加速度幅頻特性等的影響，為輪對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)意見。本文完成的主要研究成果如下:
　　(1)針對現(xiàn)有整車多體動(dòng)力學(xué)分析無法建立結(jié)構(gòu)參數(shù)與性能參數(shù)間關(guān)系，以及輪對組成動(dòng)力學(xué)建模精度不夠的問題，在詳細(xì)分析輪對組成實(shí)際運(yùn)行中約束狀態(tài)基礎(chǔ)上，建立包含詳細(xì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的輪對組成結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)完整分析模型。
　　(2)針對現(xiàn)有輪對組成模態(tài)分析集中于自由模態(tài)分析而對實(shí)際中約束模態(tài)分析缺乏系統(tǒng)性研究的問題，通過模態(tài)分析比較兩者分析的不同，

4、得出約束模態(tài)分析更加貼合實(shí)際，并深入探究了三個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)（齒輪箱安裝位置、轉(zhuǎn)臂長度、車輪直徑）對輪對組成約束模態(tài)前6階振型和頻率的影響規(guī)律，從改變各階主頻和振型最大變形量角度為輪對組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。
　　(3)實(shí)際輪軌力包含多種周期成分載荷，根據(jù)周期載荷可以通過諧波進(jìn)行擬合的原理，對輪對組成進(jìn)行諧響應(yīng)分析，以確定輪對組成受輪軌力周期成分載荷激勵(lì)下各振動(dòng)形式疊加作用結(jié)果，識別避開輪對組成垂向共振的頻率范圍，以及發(fā)生垂向共振的振型，