高速列車載荷頻率及載荷譜特性研究.pdf

1、當前我國高速鐵路發(fā)展勢頭迅猛，列車速度的不斷提高使轉(zhuǎn)向架載荷特性問題受到越來越多的關(guān)注。作用于轉(zhuǎn)向架上的載荷對其振動特性和結(jié)構(gòu)強度有著決定性的影響，高頻振動不但會影響列車運行安全性和乘坐舒適性，還會加速車輛系統(tǒng)部件的疲勞損傷。本文利用數(shù)值仿真分析方法，結(jié)合實測轉(zhuǎn)向架載荷信號分析，對高速列車轉(zhuǎn)向架載荷頻率傳遞規(guī)律和載荷譜特性進行了研究，所做工作如下。
　　首先，介紹本論文的研究背景及意義，總結(jié)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，明確論文研究目的和研究方

2、法。而后，建立轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和輪對的有限元模型，利用Block Lanezos法對二者的自振特性進行分析，分別得到其固有頻率和振型。建立轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)有限元模型。
　　在SIMPACK中建立車輛系統(tǒng)動力學模型，施加實測線路軌道譜，計算得到輪軌激振力和轉(zhuǎn)向架載荷；利用所得輪軌激振力在ANSYS中對轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)進行瞬態(tài)動力學分析，得到了轉(zhuǎn)向架垂向載荷、橫向載荷、構(gòu)架應(yīng)力和輪對應(yīng)力。對ANSYS瞬態(tài)動力學計算所得結(jié)果、SIMPACK動力學計算結(jié)果

3、進行了對比分析，得到了轉(zhuǎn)向架載荷頻率傳遞規(guī)律，分析了兩種方法計算結(jié)果的相似性和差異性。
　　依據(jù)數(shù)值分析仿真計算所得轉(zhuǎn)向架載荷特征和載荷頻率傳遞規(guī)律，確定了測試信號處理有效截止頻率。處理實測轉(zhuǎn)向架載荷數(shù)據(jù)，編制轉(zhuǎn)向架載荷譜；對典型工況下轉(zhuǎn)向架載荷數(shù)據(jù)進行抽樣，得到列車進出庫、高速直線運行和高速曲線運行三種工況下軸箱彈簧載荷和定位轉(zhuǎn)臂載荷，從時域和頻域兩個角度出發(fā)，分析了轉(zhuǎn)向架載荷特性。
　　得出如下結(jié)論：ANSYS瞬態(tài)動力學

4、分析結(jié)果表明，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架在300km/h速度級輪軌激振力的作用下有可能發(fā)生彈性共振；對比分析轉(zhuǎn)向架瞬態(tài)動力學分析和SIMPACK計算結(jié)果之后發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)向架載荷在經(jīng)一系懸掛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架傳遞至二系懸掛系統(tǒng)過程中，頻率成分發(fā)生了明顯的衰減；構(gòu)架應(yīng)力和輪對應(yīng)力頻率之間也表現(xiàn)出一定的關(guān)聯(lián)性；轉(zhuǎn)向架載荷在高速直線工況運行下表現(xiàn)出幅值小、頻率高的特點，而在進出車庫、過道岔和小半徑曲線時轉(zhuǎn)向架載荷則是大幅值、低頻率。總體而言，轉(zhuǎn)向架動態(tài)載荷以小幅值為