高速动车组空气弹簧横向非线性动力学模型研究

摘要

针对基于气动力学原理和空气弹簧几何结构推导出的空气弹簧横向刚度解析解不易直接应用于高速动车组动力学计算的问题,通过拟合非线性有限元计算的空气弹簧横向刚度特性曲面,参考空气弹簧横向刚度解析解公式的形式,建立空气弹簧横向刚度的二次函数模型;对空气弹簧的横向刚度二次函数模型中的二次项系数进行修正,又可得到空气弹簧的纵向刚度二次函数模型;将由横向刚度和纵向刚度的二次函数模型构成的空气弹簧横向非线性模型引入高速动车组的动力学计算,并与空气弹簧线性模型进行对比.结果表明:空气弹簧的横向非线性特性对高速动车组直线运行时的横向平稳性影响不大,但会降低高速动车组的曲线通过性;在高速动车组的动力学分析中采用空气弹簧横向和纵向刚度的二次函数模型,不但能够体现空气弹簧实际的横向非线性特性,而且能够提高高速动车组动力学模型的计算精度.