抗侧滚扭杆对高速车辆动力学性能影响研究

摘要

为了提高车辆运行平稳性和旅客乘坐舒适度，高速车辆二系悬挂通常采用相对柔软的空气弹簧。但是空气弹簧刚度较低，抗侧滚性能较差，当车辆高速通过曲线时，侧滚运动尤为显著，严重时会导致车体的外形轮廓超出限界，甚至脱轨，影响车辆运行安全。因此，国内外大多高速车辆都采用抗侧滚扭杆装置来增加车辆的抗侧滚性能。
　　本文利用多体动力学软件SIMPACK建立了抗侧滚扭杆简化、完整动力学模型，介绍了CRH5高速动车组结构以及模型中的非线性环节，详细阐述了高速动车组动力学指标以及相关评价标准。论文中对比分析了在秦沈实测轨道谱激扰下，抗侧滚扭杆简化建模和完整建模对动力学性能的影响。
　　详细分析了直线、益线工况下，抗侧滚扭杆对高速车辆临界速度、运行平稳性及安全性的影响。分析有、无抗侧扭杆及抗侧滚扭杆刚度大小对高速车辆动力学性能的影响。计算了CRH5单节拖车、动车柔度系数，分析了抗侧滚扭杆对柔度系数的影响。最后综合考虑二系悬挂特性参数和抗侧滚扭杆刚度对高速车辆动力学性能的影响。
　　论文通过建立CRH5高速动车组抗侧滚扭杆装置动力学模型，计算分析了车辆的动力学性能，研究了抗侧滚扭杆对高速车辆动力学性能的影响。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景

1．2 国内外现状

1．3 论文主要研究内容

第2章 抗侧滚扭杆动力学建模

2．1 CRH5抗侧滚扭杆分析

2．1．1 扭杆结构原理

2．1．2 抗侧滚扭杆刚度

2．1．3 抗侧滚扭杆简化和完整建模

2．2 CRH5动车组非线性动力学模型

2．2．1 CRH5动车组主要结构介绍

2．2．2 模型中的非线性环节

2．2．3 车辆系统动力学模型

2．3 动力学计算内容及相关评价标准

2．4 本章小结

第3章 扭杆简化和完整建模的对比分析

3．1 蛇行稳定性的计算分析

3．2 运行平稳性的计算分析

3．2．1 直线运行平稳性

3．2．2 曲线运行平稳性

3．3 运行安全性的计算分析

3．3．1 直线运行安全性

3．3．2 曲线运行安全

3．4 本章小结

第4章 扭杆刚度对动力学性能的影响

4．1 直线工况下的分析

4．1．1 有、无扭杆对比分析

4．1．2 扭杆刚度的影响分析

4．2 曲线工况下的分析

4．2．1 有、无扭杆对比分析

4．2．2 扭杆刚度的影响分析

4．3 柔度系数分析

4．4 本章小结

第5章 综合二系悬挂和扭杆刚度对动力学的影响

5．1 二系横向刚度Ksy和扭杆刚度对动力学性能的影响

5．1．1 运行平稳性

5．1．2 运行安全性

5．2 二系横向阻尼Csy和扭杆刚度对动力学性能的影响

5．2．1 运行平稳性

5．2．2 运行安全性

5．3 二系垂向刚度Ksy和扭杆刚度对动力学性能的影响

5．3．1 运行平稳性

5．3．2 运行安全性

5．4 二系垂向阻尼Csz和扭杆刚度对动力学性能的影响

5．4．1 运行平稳性

5．4．2 运行安全性

5．5 抗蛇行减振器参数和扭杆刚度对动力学性能的影响

5．5．1 卸荷速度V和扭杆刚度对动力学性能的影响

5．5．2 卸荷阻力F和扭杆刚度对动力学性能的影响

5．5．3 接头点安装刚度Kksx和扭杆刚度对动力学性能的影响

5．6 本章小结

结论和展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及科研成果