基于動態(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行過程中，承受輪軌力激振產(chǎn)生振動，其振動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，同時對列車運行安全性平穩(wěn)性具有重要影響。針對輪對動態(tài)特性研究，整車多體動力學分析方法由于對輪對組成進行大量抽象，無法指導輪對組成結(jié)構(gòu)設計，而現(xiàn)有的輪對組成動力學建模也存在建模精度不夠問題，導致仿真誤差，為此建立完整的輪對組成結(jié)構(gòu)動力學分析模型，系統(tǒng)的研究結(jié)構(gòu)參數(shù)對輪對組成動態(tài)特性影響規(guī)律以指導設計具有重要意義。
　　通

2、過詳細分析輪對組成實際中約束狀態(tài)，借鑒整車多體動力學和輪對動力學建模方法，建立了輪對組成結(jié)構(gòu)動力學完整有限元模型和物理模型。根據(jù)輪對組成振動形式的不同，建立了三種數(shù)學模型（鐘擺角振動模型、彎曲簡支梁模型和橫向擺動模型），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，進行模態(tài)分析、諧響應分析和瞬態(tài)動力學分析，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)設計提供指導意見。本文完成的主要研究成果如下:
　　(1)針對現(xiàn)有整車多體動力學分析無法建立結(jié)構(gòu)參數(shù)與性能參數(shù)間關(guān)系，以及輪對組成動力學建模精度不夠的問題，在詳細分析輪對組成實際運行中約束狀態(tài)基礎上，建立包含詳細結(jié)構(gòu)參數(shù)的輪對組成結(jié)構(gòu)動力學完整分析模型。
　　(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)分析更加貼合實際，并深入探究了三個結(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)設計提供指導。
　　(3)實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行擬合的原理，對輪對組成進行諧響應分析，以確定輪對組成受輪軌力周期成分載荷激勵下各振動形式疊加作用結(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，