车轮滚动及轨道板激励与车辆固有频率匹配分析.pdfVIP

第35卷第2期 铁道机车车辆 V01．35No．2 RAILWAY 2015 2015年4月 LOCOMOTIVECAR Apr． 文章编号：1008—7842(2015)02—0063—03 车轮滚动及轨道板激励与车辆固有频率匹配分析 张远亮，张立民 (西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，四JIl成都610031) 摘要为研究车轮滚动及轨道板激励与车辆固有频率匹配关系，首先对某动车车体进行静态台架模态试验，识 别车体固有模态参数；然后在某线路上测试车体振动加速度，识别车体在各互功率谱峰值处ODS变形。通过理论 计算车轮滚动频率与某高阶变形频率接近，该频率下车体变形为车轮滚动激励所导致；在速度250km／h，轨道板激 励频率与车体1阶垂弯频率接近，车体1阶垂弯变形被轨道板激励频率激发，车体能量较大，垂弯振动较为剧烈， 车体中部和转向架上方地板振动较大。轨道板激励导致车体强迫共振。 关键词 频率匹配；模态试验；0DS；强迫共振 中图分类号：U260．11+l文献标志码：A doi：10．3969／j．issn．1008—7842．2015．02．15 引起车辆振动的原因很多，有确定因素和不确定因 程为[5]： 素。线路结构和车辆本身结构特点都会引起车辆振动。 (1) 随着列车运行速度的不断提高以及客车系统结构的轻 量化，车体结构弹性振动对客车运行平稳性的影响则越 尼矩阵，刚度矩阵，力向量和响应向量。 来越突出口]。曾京瞳1等将车体看成两端自由的均质等 假定振动系统为自由振动并忽略阻尼： 截面欧拉梁，建立了铁道客车的垂向振动系统数学模 (2) 型，得出车体弹性振动各模态共振速度由车体的自振频 [M]{x)+[K]{x)=0 率和车辆定距决定的结论。池茂儒口1等人通过建立车 式(2)是一个2阶常系数线性齐次微分方程组，其 辆系统动力学模型，计算不同速度级下的转向架蛇行运 解的形式为： 动模态和车体固有模态，得出车体固有模态与车辆运行 {x(f))={妒)e”‘ (3) 速度无关，而转向架蛇行运动频率随速度增大而增大的 将式(3)代式(2)得： 结论。张丰利[41介绍了模态频率规划表的概念，总结出 (4) (r-K]一∞2[M]){9}=0 整车模态频率匹配的策略和流程。对部分系统进行了 此为一个广义特征值问题。对于行自由度系统，求 结构优化研究。 解该方程便可确定‰和妒。即特征解：(∞{，{9，})，(∞；， 文中对某动车在静态台架和线路条件下测试其振 {仍))，…，(叫：，{吼)) 动加速度，根据模态理论识别动车车体的模态参数和工 其中∞，，叫：，…，叫。代表系统的九个固有频率(模态频 作变形ODS，同时分析了车轮滚动激励和轨道板激励 率)，特征向量9。，妒。，…，吼代表系统对应的九个固