鐵道車(chē)輛空氣彈簧剛度分析.pdf

1、隨著我國(guó)高速鐵路的建設(shè)和旅客列車(chē)運(yùn)行速度的提高,在保證安全的前提下,追求長(zhǎng)距離,短時(shí)間的概念已深入人心。鐵路乘客的需求已不再僅僅滿足于旅客列車(chē)安全準(zhǔn)時(shí)的優(yōu)點(diǎn),而是速度、乘坐舒適性、安全穩(wěn)定性的結(jié)合。高速動(dòng)車(chē)組讓旅客在享受高速鐵路帶來(lái)的便捷和效率的同時(shí),對(duì)鐵道車(chē)輛的穩(wěn)定性與舒適性也給予了高度肯定。
　　 眾所周知,高速列車(chē)在鋼軌上運(yùn)行,其平均時(shí)速均在200km／h以上,在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的條件下,其懸掛參數(shù)是能否在高速行駛下滿足列車(chē)運(yùn)

2、行品質(zhì)要求的決定性因素。列車(chē)在高速運(yùn)行過(guò)程中,會(huì)受到來(lái)自鐵路不平順和通過(guò)曲線時(shí)所帶來(lái)的激勵(lì),從而產(chǎn)生垂向與橫向的振動(dòng),這對(duì)于車(chē)輛的運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性與舒適性都具有較大的影響。如何緩解列車(chē)振動(dòng),成為提高車(chē)輛運(yùn)行品質(zhì)的關(guān)鍵。作為車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中的減振元件,空氣橡膠彈簧較鋼彈簧具有十分明顯的優(yōu)勢(shì),主要表現(xiàn)在剛度的非線性特性上。普通鋼彈簧在設(shè)計(jì)之初,剛度即已無(wú)法調(diào)節(jié),僅能在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)運(yùn)行路段不同進(jìn)行選取,這就導(dǎo)致了不同載重量的條件下車(chē)輛間運(yùn)行品質(zhì)

3、的差異,而空氣彈簧可根據(jù)載荷量的不同,自行調(diào)整剛度,以此保證自振頻率不變,加之高度調(diào)整閥的作用,使得車(chē)輛運(yùn)行品質(zhì)更為穩(wěn)定。
　　 有限元軟件的模擬和仿真具有降低試驗(yàn)成本,縮短試驗(yàn)周期的優(yōu)點(diǎn),對(duì)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造提供較為高效的方法。本次論文通過(guò)闡述不同類(lèi)型空氣彈簧的工作原理,并以此建立剛度特性的數(shù)學(xué)模型,分析在不同影響因素下剛度特性的優(yōu)缺點(diǎn)和可行性。此外,還對(duì)空氣彈簧系統(tǒng)的輔助結(jié)構(gòu),如高度調(diào)整閥、節(jié)流閥、附加空氣室做了系統(tǒng)的總結(jié),

4、為后續(xù)有限元模型的建立提供可靠的理論依據(jù)。利用非線性有限元軟件ABAQUS建立空氣彈簧系統(tǒng)的三維有限元模型,并根據(jù)鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)一般要求對(duì)空氣彈簧的垂向與橫向剛度特性進(jìn)行仿真計(jì)算,包括垂向與橫向的載荷-位移、載荷-壓強(qiáng)、壓強(qiáng)-剛度關(guān)系,根據(jù)數(shù)學(xué)模型和有限元原理分析其結(jié)果差異的成因,并與試驗(yàn)結(jié)果和設(shè)計(jì)要求比對(duì),驗(yàn)證仿真結(jié)果的可靠性,由此豐富空氣彈簧數(shù)學(xué)模型的一般性結(jié)論。最后,通過(guò)對(duì)影響空氣彈簧垂向與橫向剛度特性的因素進(jìn)行模擬仿真和