粘滑振动理论及其在铁路机车中的应用

摘要

为了研究机车处于粘着极限态时轮对的动态行为,提出平均驱动蠕滑率和动态蠕滑率的概念并对粘滑振动稳定性及其振动特点进行分析。粘滑振动是介于粘着和滑动的动态过程,其稳定性取决于轮轨粘着阻尼,减小平均驱动蠕滑率和动态蠕滑率有利于粘滑振动稳定。当轮对在粘着及滑动状态的往复交替时,传动系统扭转与轮对纵向振动通过纵向蠕滑力耦合,轮对的纵向振动频率为传动系统固有频率的整数倍。建立列车系统机电、控制一体化动力学模型,再现轨面粘着条件降低时轮对粘滑振动现象,对理论分析结果进行了验证。研究结果表明:增大机车一系纵向刚度,电机吊挂刚度有利于粘滑振动稳定性,提高机车粘着性能,需要合理匹配轮对纵向定位刚度和电机吊挂刚度,避免机车粘滑振动时引起结构纵向共振。