侧架交叉支撑转向架性能的研究

摘要

该文在广大铁路工作者对货车转向架所做的研究基础上,简要论述了国、内外铁路货车转向架的发展及新近在中国取得的进步;阐述了传统三大件式转向架的优缺点及对传统三大件式转向架的提速改进方案;通过仿真计算,以转8G型转向架为例,比较分析了传统三大件式转向架和侧架交叉支撑转向架在蛇形运动稳定性、平稳性和曲线通过时的动力学性能;通过选用不同轮对定位刚度、枕簧横向刚度、旁承参数和橡胶垫参数,仿真计算其对车辆动力学性能的影响,以及两级刚度弹簧组对货车垂向平稳性的作用,分析转8G型转向架斜楔磨耗到限后车辆运行安全性.对交叉支撑装置在不同运行工况下的受力情况进行了仿真计算.针对实际运用中,交叉杆出现裂纹的情况,对交叉杆的原型方案、改进方案和不对称方案分别做了静强度分析和模态分析.通过以上分析计算,论证了侧架交叉支撑转向架动力学性能明显优于传统三大件式转向架,为进一步完善侧架交叉支撑转向架技术提供了参考.

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章货车转向架的发展及新近在我国的进步

1.1.国外货车转向架发展概况

1.1.1.谢菲尔(Scheffel)自导向径向转向架

1.1.2.摆式(Swing Motion)转向架

1.1.3.交叉杆支撑式转向架

1.2.我国铁路货车的基本现状

1.3.提速货车转向架

1.3.1.转K1型转向架

1.3.2.转K2型转向架

1.3.3.转K4型转向架

1.3.4.转8G和转8AG型转向架

1.4.小结

参考文献

第二章传统三大件式转向架的优缺点及改进方案

2.1.转8A型转向架结构参数

2.2.转8A型转向架存在的主要问题

2.2.1.抗菱刚度低

2.2.2.车体与转向架间的回转阻力矩小

2.2.3.斜楔减振装置减振能力弱

2.2.4.车体抗侧滚能力弱

2.2.5.枕簧静挠度偏小且疲劳强度差

2.2.6.轮对轴箱装置采取摩擦、间隙定位方式

2.2.7.部分零部件的材质不匹配及检修质量低劣

2.3.转8A型转向架的改进方案

参考文献

第三章 转8A和转8G型转向架动力学模型

3.1.传统三大件式转向架蛇形运动线性系统微分方程

3.2.货车非线性系统动力学仿真计算模型

3.3.车辆系统模型自由度

3.4.非线性因素

3.5.NUCARS仿真计算分析模型

3.6.车辆系统动力学性能评定标准

3.6.1.横向力标准

3.6.2.车辆脱轨系数标准

3.6.3.轮重减载率标准

3.6.4.车辆运行平稳性标准

3.6.5.蛇形运动稳定性

3.7.小结

附录1

附录2

参考文献

第四章计算结果及分析

4.1.车辆蛇形运动稳定性

4.1.1.转8A型转向架

4.1.2.转8G型转向架

4.2.车辆平稳性计算分析

4.2.1.轨道谱的选定

4.2.2.转8A型转向架

4.2.3.转8G型转向架

4.2.4.两级刚度弹簧组与货车垂向平稳性的关系

4.3.曲线通过性能分析

4.3.1.转8A型转向架

4.3.2.转8G型转向架

4.4.仿真计算转8G型转向架一系采用弹性定位时的动力学性能

4.5.枕簧横向刚度对动力学性能的影响

4.6.转8G型转向架斜楔抗菱刚度对安全性的影响

4.7.结论

4.8.小结

参考文献

第五章转8G型转向架交叉支撑装置受力分析与仿真

5.1.准静态条件下交叉支撑装置受力分析

5.2.直线运行时交叉支撑装置受力过程仿真

5.2.1.无线路激扰蛇形失稳时受力过程仿真

5.2.2.交叉杆轴向力的估算

5.2.3.当线路存在不平顺时交叉支撑装置受力过程仿真

5.3.通过道岔时交叉支撑装置受力过程仿真

5.4.进出曲线时交叉支撑装置受力过程仿真

5.5.橡胶垫纵向刚度对货车动力学性能的影响

5.6.结论

5.7.小结

参考文献

第六章转8G型转向架交叉杆静强度分析

6.1.结构介绍

6.2.交叉杆的计算模型

6.2.1.模型简化及单元划分

6.2.2.载荷工况

6.2.3.约束条件

6.3.评定标准

6.4.计算结果及分析

6.5.模态分析

6.6.结论

结论

附录

致谢