铁道车辆空气弹簧力学特性试验研究

摘要

本文以国内外学者对空气弹簧的理论研究为基础，根据对空气弹簧力学特性研究的需要，采用三种试验台并建立相应的试验方法，对单空气弹簧的垂向和横向特性、双空气弹簧两点控制和四点控制进行了试验研究。
　　在空气弹簧垂向力学特性试验研究中，建立了空气弹簧静刚度、有效面积及其变化率等与空气弹簧挠度的关系，比较了不同节流孔直径、附加气室体积、连接管路直径等物理结构参数以及外加激励幅值和频率对空气弹簧动态特性的影响。试验结果表明:空气弹簧的垂向力学特性频变曲线形态与物理参数有关，采用本体-节流孔-附加气室型式的空气弹簧动态刚度，随激励频率的增加而先增加后趋于本体刚度而稳定，阻尼则随激励频率先增加再减小;而采用本体-连接管路-附加气室型式空气弹簧的动态刚度，则随激励频率增加先减小后增大再减小直至趋于空簧本体动态刚度而稳定，阻尼随激励频率上升的变化规律仍为先增大后减小。
　　空气弹簧横向和扭转力学特性除了受幅值、频率等外界输入的影响，还与空气弹簧本体的橡胶材料配方以及帘线角等因素有关，而空气弹簧系统的结构参数如附加气室体积等对空气弹簧力学特性影响不大。
　　两点控制和四点控制之比较试验的结果表明，两点控制下的低频区动刚度受激励相位角差影响大，而四点控制影响不明显，特别是反相激励时，两点控制的空簧刚度趋于零，而且节流孔直径和附加气室对两种控制方式下的空气弹簧动态频变曲线也有影响。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 国内外空气弹簧发展历程

1．2 国内外对空气弹簧的研究概况

1．3 空气弹簧的结构、工作原理和特点

1．3．1 空气弹簧结构

1．3．2 空气弹簧工作原理

1．3．3 空气弹簧特点

1．4 本文主要研究工作

第2章 空气弹簧力学特性试验研究方法

2．1 垂向振动试验台及试验方法

2．1．1 垂向振动试验台

2．1．2 垂向静态特性试验方法

2．1．3 垂向动态特性试验方法

2．2 横向振动试验台及试验方法

2．2．1 横向振动试验台

2．2．2 横向静态特性试验方法

2．2．3 横向动态特性试验方法

2．2．4 扭转静态特性试验方法

2．2．5 扭转动态特性试验方法

2．3 双空气弹簧试验台及试验方法

2．3．1 双空气弹簧试验

2．3．2 静态特性试验

2．3．3 动态特性试验方法

2．4 小结

第3章 空气弹簧垂向力学特性试验

3．1 垂向静态特性试验研究

3．1．1 载荷内压试验

3．1．2 有效面积和有效面积变化率

3．1．3 初始气压对静刚度影响

3．1．4 附加气室体积对静刚度影响

3．1．5 激励幅值对静刚度影响

3．2 垂向动态特性试验研究

3．2．1 激励幅值对空气弹簧动态特性的影响

3．2．2 附加气室体积对空气弹簧动态特性的影响

3．2．3 节流孔直径对空气弹簧动态特性的影响

3．2．4 连接管路直径对空气弹簧动态特性的影响

3．2．5 连接管路和节流孔共同作用对空气弹簧动态特性影响

3．3 垂向振动试验台的仿真建模与试验对比

3．3．1 试验台仿真模型的建立

3．3．2 仿真与试验结果对比

3．4 小结

第4章 空气弹簧横向力学特性试验

4．1 横向静态特性试验研究

4．1．1 空气弹簧初始垂向载荷和幅值对横向静刚度的影响

4．1．2 附加气室体积对横向静刚度的影响

4．2 横向动态特性试验研究

4．3 扭转静态特性试验研究

4．4 扭转动态特性试验研究

4．5 小结

第5章 双空气弹簧垂向力学特性试验

5．1 激励幅值对双空气弹簧静态刚度的影响

5．2 垂向动态特性试验研究

5．2．1 不同激励相位角差对双空簧动态特性的影响

5．2．2 不同节流孔直径对双空簧动态特性的影响

5．2．3 不同附加气室体积对双空簧动态特性影响

5．3 小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及参加科研项目情况