转K7型转向架刚柔耦合动力学研究

摘要

社会经济的发展对铁路货运的速度和运量都提出了越来越高的要求。在这种形势下，铁路货运向快速和重载方向发展。由于中国铁路客货共运的特殊情况，除了个别地区外，仍旧要在既有的线路上发展快速和重载货运。为了减小快速、重载车辆对轨道的破坏作用，延长轨道的使用寿命，中国铁路部门提出了发展低动力作用转向架这一正确抉择。这种转向架轴重大、运行速度高，但轮轨之间的作用力仍可以保持在以前的转向架的水平。
　　转K7型副构架式径向转向架是南车眉山车辆有限公司生产的速度为120 km/h、轴重为25 t的重载转向架，其径向机构由两个U形副构架和两个连接杆交叉连接而成，副构架刚度较小，在运行时受力复杂且变化频繁，会发生弹性变形或振动，可能对车辆动力学性能造成影响。为了研究副构架柔性对车辆动力学性能的影响，本文利用有限元软件ANSYS和多体动力学软件SIMPACK，建立了安装转K7型转向架的C80型敞车的考虑副构架柔性的刚柔耦合多体动力学模型和不考虑副构架柔性的多刚体模型，分别在相同的条件下计算其各项动力学性能指标，比较分析了副构架柔性对车辆动力学性能的影响。
　　计算结果表明：副构架的柔性会导致车体横向和垂向的高频振动增大，垂向较横向更明显；副构架的柔性会降低车辆的临界速度，即会降低车辆的稳定性；副构架的柔性除了会在速度较高时增大重车的轮重减载率外，空重车的其他曲线通过性能指标都有所降低；总体来说，副构架的柔性也会使车辆的各项平稳性和安全性指标有所降低。