高速转向架蛇行运动的理论分析

建立高速转向架的数学模型和运动微分方程,用常微分方程稳定性理论对高速转向架蛇行运动进行理论分析,在计算上采用定性判别的新方法,得到防止蛇行运动的充分条件及转向架设计参数,为转向架设计提供理论依据和参考。     

高速转向架车辆蛇行运动的稳定性

本文给出高速转向架车辆蛇行运动的数学模型及其非线性微分方程组，用描述函 数方法将其线性化，然后运用简捷的新的判别方法判别车辆的稳定性。对铁道部拟将 研制的高速电动车组转向架和长春客车工厂某新型转向架作了定性和定量的分析．提 出保证不发生蛇行运动的技术参数范围和原则，供设计和研制参考．     

高速列车蛇行运动稳定性研究概述

高速列车长期服役的可靠性是高铁建设的首要保证,自激蛇行运动是轨道车辆所特有的一种失稳形式,为了保证车辆的运动稳定性,确保其高速、安全行驶,以高速列车蛇行失稳的理论研究方法为背景,概述了蛇行失稳研究中的主要研究方法及其存在的不足,对近期的研究热点方向进行了概述并对非光滑分岔、非对称运行稳定性等方向进行了展望。对于高速列车的确定性和稳定性而言,在不考虑车辆非线性特性的情况下,一般可以采用特征根法、Routh-Hurwitz准则判定法、最小阻尼系数等方法进行分析;当必须考虑轮轨接触以及悬挂系统等非线性特征时,可以采用特征值变化法、QR算法+二分法、中心流形法、打靶法、延续算法等方法。对于车辆的随机稳定性而言,可以采用随机非线性动力学Hamilton理论、蒙特卡洛法、半隐式的Milstein随机数值模拟、小数据量等方法对随机稳定性、随机分岔以及分岔类型进行分析。由于能够考虑自身结构参数激励、轮轨接触不平顺激励,能得到更接近真实运行条件下的失稳临界速度,随机稳定性、随机分岔的理论研究和试验研究逐渐得到研究人员的关注,成为高速列车蛇行失稳研究的热点方向。     

基于缩比模型的独立车轮转向架蛇行运动研究

独立车轮可绕车轴自由转动,轮轴之间的刚性耦合被解除,导致轮轨纵向蠕滑力消失.轮轴系统在直线上难以自动对中,其导向问题亟须解决.通过将麦弗逊悬架结构应用于独立车轮转向架,并采用相似理论论证缩比模型的可行性,建立同侧转动轴线呈“V”字形倾斜的独立车轮转向架1/20比例模型,并制作样机进行直线运行试验,同时开展全尺寸转向架模型动力学仿真.研究结果表明：新的独立车轮转向架在直线上能够重现蛇行运动现象,仿真结果与缩比试验结果相吻合,并且随着运行速度的提升,独立轮对的蛇行运动愈发剧烈;在轮轴系统中安装刚度为7.5 MN/m的横向弹簧,能够使转向架前轴横向运动幅值和频率分别降低72%和79%;通过调整一系悬挂参数和横向弹簧刚度,可以实现转向架的直线自动对中.     

考虑轮轨碰撞的转向架蛇行振动的非线性分析

考虑系统中干摩擦力和轮轨相互碰撞作用等非线性因素,建立了3个自由度的货车转向架非线性横向振动数学模型.应用数值方法研究了货车转向架蛇行振动的Hopf分叉、临界速度及转变速度,表明蛇行振动存在两个Hopf分叉不变圈,一个是稳定的,另一个是不稳定的.进一步分析了参数变化时对蛇行振动临界速度及临界不变圈的影响.     

高速列车蛇行运动分岔类型及评价方法研究

主要研究高速列车超临界和亚临界分岔蛇行运动的基本特征和评价方法.首先考虑不同轨道激励对蛇行运行分岔图的影响,并且提出一种在轨道激励的基础上增加横向脉冲的方法,然后根据极限环波幅、构架横向加速度均方根值及轮轴横向力均方根值分别对高速列车蛇行运动稳定性进行对比.针对不同高速列车进行极限环失稳后的安全性评估,分析高速列车蛇行失稳的脱轨安全性.另外,对于具有磨耗型车轮踏面的车辆,也对其蛇行运动稳定性和运行安全性评估进行了探讨.最后,在滚动振动试验台上进行了稳定性测试,比较了不同蛇行运动稳定性评价方法并验证了仿真结果.     

抗蛇行减振器常见故障对高速列车动力学性能的影响

以CRH380B型动车组为实例,结合实际中常见的抗蛇行减振器故障,基于车辆动力学理论,利用动力学仿真软件SIMPACK建立动力学模型,通过改变抗蛇行减振器阻尼特性来模拟不同故障类型,从而对车辆进行动力学研究.结果表明:当抗蛇行减振器故障后的剩余阻尼力在标准阻尼力50%以下时,对车体平稳性、稳定性、曲线通过性能均有很大影响.其中当抗蛇行减振器剩余阻尼力为标准力值的50%时,车体垂向和横向平稳性指标分别达到了1.85和2.20,脱轨系数达到了0.45,非线性临界速度降低到了271km/h.得出抗蛇行减振器的最佳阻尼特性:当卸荷速度为0.03m/s,卸荷力为8~9kN时,车辆各动力学性能达到相对最优状态.     

高速列车转向架舱对转向架区域流场与气动噪声影响

根据涡声理论和声比拟方法,数值模拟了高速列车转向架简化模型的流场与气动噪声特性,分析了转向架舱对转向架流动与气动噪声性能的影响.结果表明:在单独转向架与转向架位于转向架舱内2种工况下,几何体近壁流场内形成的体偶极子声源为近场四极子噪声的主要声源,转向架表面压力脉动产生的面偶极子声源为声辐射主要声源;与单独转向架相比,转向架舱改变了转向架流动特性与声辐射指向性,削弱了转向架所产生气动噪声的强度,但转向架舱后壁会产生较大气动噪声.     

微气泡对平板摩擦阻力影响的分析

由于微气泡减少平板摩擦阻力的准确机理不甚清楚 ,该文试图在这方面作一些研究 .对微气泡从平板的上、下表面引入时进行了计算 ,结果表明 :计算分析与前人的试验数据在定性上是一致的 .     

地球蛇行轨道运动的研究

本文从有效势能入手,通过理论推导,得出了地球的蛇行轨道运动是地球在太阳作用下的圆周运动和地球在月球作用下径向上的受迫振动的合运动的结论。     

高速列车风对转向架空气弹簧装置影响的探讨

指出高速列车风对空气弹簧悬挂系统的作用已远超过１２级强台风．分析了高速工况下系统背压的变化及变背压对系统正常工作的影响．经适当简化导出了以马赫数表示的高速转向架空气弹簧背压计算式及垂直刚度修正式．     

目标高速运动对Chirp雷达相参积累的影响分析

针对Chirp体制的雷达,讨论在目标高速运动与静止时相参积累效果的变化及其原因,提出了一种适合某系统的解决办法,并通过仿真验证了其有效性。     

高速转向架技术的创新研究

在介绍我国高速列车发展和创新研究平台建立的基础上,开展了引进高速动车组从轮对踏面及内侧距、线路不平顺到动车组参数的适应性研究;以提升动车组运行速度为目标,优化了京津城际铁路高速动车组的参数,并开展科学研究性试验,获得了最高运行速度394.3 km/h的高速列车运动行为及耦合系统的动力学响应特征;针对京沪高速铁路用新一代高速列车速度目标值,京津城际动车组的运用情况和无砟高架线路的不平顺谱特性,在保证更高临界速度的基础上,为了进一步提高动车组的垂向和横向动力学性能,完成了转向架结构和参数的进一步优化,实现了引进动车组的消化吸收再创新。     

高速接触网作业车转向架的应用

介绍了时速120 km/h高速接触网作业车转向架结构、性能、技术参数等。该转向架能适应快速发展的电气化铁路接触网作业的要求。     

Hopf分岔和车辆蛇行运动的研究

本文对某型机车进行简化并建立了其动力学方程。对机车蛇行运动及其hopf分岔进行了讨论,研究了求解机车蛇行运动hopf分岔及其极限环的数值方法,进行了数值仿真,并对其结果进行了分析。     

Hopf分岔和车辆蛇行运动的研究

本文对某型机车进行简化并建立了其动力学方程。对机车蛇行运动及其hopf矿分岔进行了讨论，研究了求解机车蛇行运动hopf分岔及其极限环的数值方法，进行了数值仿真，并对其结果进行了分析。     

端面下斜导流板对高速列车转向架防积雪性能的影响

针对风雪气候条件下高速列车转向架区域的防积雪结冰问题,设计端部下斜橡胶板导流方案。基于RNG k-ε湍流模型对15 m/s横风环境、200 km/h运行车速条件下,不同导流板下斜距离方案的转向架区域进风量、流线流速及对整车的气动力影响进行计算和分析。研究结果表明:转向架底面为主要进风来源,导流板下斜距离越大,转向架区域的总进风量越小,下斜距离由40 mm增至60 mm,总风量减小幅度最高达50%;优化前后流速流线对比显示,下斜导流方案改变了运行前方底板下方来流流场,上扬气流受导流板抑制往下流动,气流绕过转向架区域腔口抵达转向架底部后方,有效减少了车底进入转向架区域气流;增加导流板后,随着导流板下斜距离增加,整车阻力为增加趋势,相比原型车最大增加2.4%。而横向力、升力和倾覆力矩变化均在1.8%以下,影响较小。     

动不平衡对高速主轴回转运动的影响

为了改善高速磁浮主轴的径向回转精度,该文提出了二维傅里叶频率分析的新方法。采用此方法分析了主轴高速运转时前后轴承处的径向回转误差,表明影响高速主轴径向回转精度的主要原因是该轴的动不平衡。 文章中提出的分析方法为进一步测定和提高精密主轴的径向回转精度提供了理论依据。     

井壁变形和摩擦阻力对底部钻具组合的影响

将井壁变形与摩阻因素引入力学模型,以滑动摩擦为主建立了摩擦模式,用文氏弹性地基模拟井壁变形(即弹性井壁),应用有限元理论,研究了井壁与钻柱的相互作用对钻头侧向力的影响。计算结果表明,对较软地层井壁变形的影响不可忽视,尤其对三维井眼或造斜钻具,井壁变形对钻头侧向力的影响很大;摩擦与井眼弯曲共同产生了方位侧向力,而摩擦对井斜侧向力影响很小;稳斜钻具的钻头侧向力受井眼弯曲、井眼蚀变因素的影响较为突出。