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摆动式货车转向架弹簧托板刚度对其动力学性能的影响

阳光武 肖守讷 金鼎昌

阳光武, 肖守讷, 金鼎昌. 摆动式货车转向架弹簧托板刚度对其动力学性能的影响[J]. 交通运输工程学报, 2005, 5(2): 9-11.
引用本文: 阳光武, 肖守讷, 金鼎昌. 摆动式货车转向架弹簧托板刚度对其动力学性能的影响[J]. 交通运输工程学报, 2005, 5(2): 9-11.
YANG Guang-wu, XIAO Shou-ne, JIN Ding-chang. Spring plank stiffness influence of swing bogie freight car on its dynamics performances[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2005, 5(2): 9-11.
Citation: YANG Guang-wu, XIAO Shou-ne, JIN Ding-chang. Spring plank stiffness influence of swing bogie freight car on its dynamics performances[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2005, 5(2): 9-11.

摆动式货车转向架弹簧托板刚度对其动力学性能的影响

基金项目: 

铁道部科技研究开发计划项目 2002J025

详细信息
    作者简介:

    阳光武(1977-), 男, 四川金堂人, 西南交通大学博士研究生, 从事机车车辆动力学、强度与疲劳可靠性研究

  • 中图分类号: U260.331

Spring plank stiffness influence of swing bogie freight car on its dynamics performances

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    Author Bio:

    Yang Guang-wu(1977-), male, doctoral student, 86-28-87600660, yangguangwu@163.com

  • 摘要: 为分析弹簧托板的形式对摆动式转向架货车动力学性能的影响, 利用有限单元法将弹簧托板等效为一根弹性梁, 根据Hook定律得到弹簧托板与摇动台的连接刚度, 通过改变弹簧托板的半径, 得到不同半径下弹簧托板与摇动座的连接刚度。运用多体系统动力学原理, 考虑车辆各个部件的连接和接触关系, 建立整个车辆的多体系统动力学模型, 通过对比不同弹簧托板半径下车辆的各主要动力学性能指标, 得到较为合适的弹簧托板半径。综合对比不同弹簧托板半径下的车辆动力学分析结果得出, 随着弹簧托板半径的增大, 车辆的临界速度减小, 车体横向平稳性增加, 而车辆的运行稳定性指标出现波动, 当弹簧托板半径为10m时, 车辆的各主要动力学性能较好, 其对车辆的动力学性能影响较小。

     

  • 图  1  弹簧托板结构

    Figure  1.  Spring plank structure

    图  2  弹簧托板等效模型

    Figure  2.  Equivalent model of spring plank

    图  3  弹簧托板的有限元模型

    Figure  3.  Finite element model of spring plank

    图  4  货车的半车多体系统拓扑结构

    Figure  4.  Multi-body system topology structure of half of freight car

    图  5  车辆临界速度曲线

    Figure  5.  Critical velocity curve of vehicle

    图  6  车体横向平稳性指数曲线

    Figure  6.  Lateral riding index curve of car body

    图  7  车体垂向平稳性指数曲线

    Figure  7.  Vertical riding index curve of car body

    图  8  最大车轮脱轨系数曲线

    Figure  8.  Maximal wheel derailment coefficient curve

    图  9  最大轮载减载率曲线

    Figure  9.  Maximal reduction rate curve of wheel load

    图  10  轮轨间最大横向力曲线

    Figure  10.  Maximal lateral force curve between wheel and rail

    表  1  不同半径弹簧托板的等效刚度

    Table  1.   Equivalent stiffnesses of different spring plank radii

    半径/m Kx/(N·m-1) Ky/(N·m-1) Kz/(N·m-1) Kα/(Nm·rad-1) Kβ/(Nm·rad-1) Kγ/(Nm·rad-1)
    1.57×107 5.06×108 8.70×105 7.04×106 1.40×104 9.09×107
    25 7.35×106 4.93×108 8.70×105 7.04×106 1.40×104 8.77×107
    20 6.13×106 4.83×108 8.70×105 7.04×106 1.40×104 8.70×107
    15 4.67×106 4.63×108 8.70×105 7.04×106 1.40×104 8.55×107
    10 2.91×106 4.08×108 8.70×105 7.04×106 1.40×104 8.33×107
    5 1.04×106 2.42×108 8.70×105 7.04×106 1.41×104 8.06×107
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出版历程
  • 收稿日期:  2004-09-06
  • 刊出日期:  2005-06-25

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