高速動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架動(dòng)力學(xué)性能仿真分析與對(duì)比.pdf_第1頁(yè)
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1、在客運(yùn)高速化及其引進(jìn)技術(shù)消化與再創(chuàng)新過(guò)程中,高速轉(zhuǎn)向架的非線性影響已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)人士的重視,如CRH5轉(zhuǎn)向架輪對(duì)縱向定位剛度高達(dá)14MN/m以上,而且軸距2.7m比通常軸距大0.2m。在高速轉(zhuǎn)向架的眾多非線性因素中,一系定位裝置需要權(quán)衡橫向穩(wěn)定性與曲線通過(guò)性能,更好地理解軌道友好型設(shè)計(jì)的內(nèi)涵。 本文以CRH5高速轉(zhuǎn)向架作為研究對(duì)象。在理解與掌握ALSTOM計(jì)算方法和結(jié)果的基礎(chǔ)上,建立了CRH5轉(zhuǎn)向架的非線性與線性模型。高速轉(zhuǎn)向架非

2、線性模型是指包括一系定位機(jī)構(gòu)、抗側(cè)滾扭桿裝置和空氣彈簧懸掛等典型非線性環(huán)節(jié),主要應(yīng)用于非線性臨界速度和曲線通過(guò)性能等分析;而線性模型則是將上述非線性環(huán)節(jié)進(jìn)行等效線性化后等到的,主要應(yīng)用于整車(chē)運(yùn)動(dòng)模態(tài)分析等。 與ALSTOM計(jì)算結(jié)果相比,CRH5高速轉(zhuǎn)向架的線性與非線性模型具有可比性的仿真結(jié)果。ALSTOM的轉(zhuǎn)向架模型是利用VAMPIRE建立的,相當(dāng)于上述線性模型。在整車(chē)模態(tài)分析、臨界速度和輪軸橫向力等方面對(duì)比中,兩者具有相似的數(shù)

3、據(jù)變化規(guī)律,其產(chǎn)生誤差的主要原因:①基礎(chǔ)數(shù)據(jù)差距,如車(chē)輪踏面型面的擬合誤差等;②非線性環(huán)節(jié)影響,如一系定位機(jī)構(gòu)對(duì)車(chē)軸橫向力等所產(chǎn)生不利的影響。 利用ADMAS的非線性仿真特點(diǎn),整車(chē)與四車(chē)組動(dòng)態(tài)仿真分析可以更好地理解高速轉(zhuǎn)向架性能的非線性影響。根據(jù)ALSTOM等歐洲高鐵經(jīng)驗(yàn),臨界速度計(jì)算需要考慮諸如輪對(duì)內(nèi)側(cè)距、軌距控制誤差和輪軌磨耗等不利因素影響,而采用保守計(jì)算觀點(diǎn)。一般以滿載工況臨界速度定義最高時(shí)速,以70%載荷工況定義最高運(yùn)行

4、速度。按照ALSTOM適當(dāng)縮小軌距提高等效錐度的保守計(jì)算方法,車(chē)輪踏面LM臨界速度對(duì)比表明:兩者計(jì)算結(jié)果一致,都滿足250km/h的最高速度要求。在此基礎(chǔ)上,四種典型車(chē)輪踏面(LM、LMA、XP55和S1002)對(duì)比計(jì)算進(jìn)一步說(shuō)明:XP55踏面具有很好的參數(shù)變化光滑性,LMA踏面可以滿足300-350km/h速度要求。 在曲線通過(guò)仿真對(duì)比中,兩者的車(chē)軸橫向力具有一致的變化規(guī)律,但是存在差距,最大誤差約為10KN。輪對(duì)縱向定位高度

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