铁道客车系统的垂向减振的分析.pdfVIP

第27卷，第3期 中 国 铁 道 科 学 V01．27No．3 2 006年5月 CHINARAILWAYSCIENCE May，2006 文章编号：lOOl一4632(2006)03—0062—06 铁道客车系统的垂向减振分析 曾 京，邬平波，郝建华 (西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都610031) 摘要：建立铁道客车垂向振动系统数学模型，计算客车系统幅频特性曲线，根据曲线峰点来确定系统自 振频率，给出客车系统自振频率计算的简单近似解析方法和精确数值方法。提出客车系统各刚体振型共振速度 的概念和计算公式，得出共振速度只与系统本身的自振频率和结构参数如车辆定距和转向架固定轴距有关。对 客车系统在有无动力吸振器情况下的简谐和随机振动进行分析，认为采用吸振器确实能够在一定程度上抑制车 体某些频率成分的振动，适当增大吸振器质量、刚度和阻尼，可以达到较好的减振效果。 关键词：铁道客车；动力吸振器；频率特性；减振；计算分析 U271iU270．331．5 中图分类号i 文献标识码：A 随着列车速度的不断提高，对客车系统的运行 所示，由轮对、构架、车体、一系悬挂和二系悬挂 平稳性提出了越来越高的要求，这就要求客车悬挂 组成。考虑在车体底架中央布置动力吸振器，目的 系统具有优良的减振隔振性能。客车悬挂系统的阻 是吸收车体的浮沉振动。客车车体底架上总是要吊 尼与刚度参数经过优化确定后，客车系统的振动性 挂一些辅助设备，可作为吸振器的质量，将其弹性 能也就确定了。如要进一部提高客车系统的减振性 悬挂于车体底架，即形成了动力吸振器。客车系统 能，一种有效方法是采用主动和半主动悬挂[1’2]， 中每一刚体坐标系的原点取在其静平衡时的质心位 由于其能够根据线路及运行状况实时地调整悬挂系 置，并以速度勘沿轨道中心线向前即z方向运动。 统参数，可以保证客车高速运行时具有更好的运行 坐标系的z轴垂直于轨道平面指向上。由于构架的 平稳性能。主动和半主动悬挂已在日本新干线的 点头运动与客车垂向振动系统的其他运动不耦合， 500系、700系等高速列车得到了成功应用[3]。另不影响车体的运动。因此，整个客车垂向振动系统 一种方法是采用动力吸振器[4]，由于其结构简单， 只需考虑5个自由度，即：前后构架的浮沉运动 只要参数选择合理，能够有效抑制机械系统的振 ‰t和zb2；车体的浮沉运动z。和点头运动0c；吸振 动，因此在工程实践中得到广泛应用[5卅]。但动力 器的垂向运动z。。 吸振器在铁道车辆系统中的应用还很少见。本文首 先研究客车系统的自振特性，然后研究在车体底架 m。，厶 中央布置动力吸振器后客车系统的减振性能，希望 一 能够从理论上分析清楚采用动力吸振器是否可以使 中喜％臀c2，心中妄 LU I mb,厶I 客车系统的振动性能得到进一步改善。 拷挎 。局捞捞 1客车系统数学模型 图1客车垂向振动系统力学模型 选取铁道客车以常速口在直线轨道上运行建立 其垂向振动数学模型。客车系统的力学模型如图1 客车系统的参数说明及原始参数值列于表1， 收稿日期：2005—11—03 基金项目：教育部科技研究重点项目(01150)，四