考虑弹性车体的轨道车辆转向架悬挂参数多目标优化设计

摘要

以某地铁列车头车为研究对象,采用有限元软件HYPERMESH,ANSYS及动力学软件UM,建立考虑弹性车体的车辆一轨道刚柔耦合系统动力学模型;通过对比相同工况下车辆刚柔耦合模型和多刚体模型,研究车体的弹性振动对车辆平稳性的影响;在此基础上,采用多学科优化软件Isight,融合最优拉丁超立方试验技术、径向基函数神经网络代理模型技术和多目标遗传算法NSGA-Ⅱ,以车体地板面上车辆横向、垂向平稳性指标为优化目标,以脱轨系数、轮重减载率、轮轨垂向力、轮轴横向力为约束条件,对转向架悬挂参数进行多目标优化设计.结果 表明:当转向架一系弹簧水平和垂向刚度分别为1 446.663和1 556.253 kN·m-1,二系弹簧水平和垂向刚度分别为91.005和161.190 kN·m-1,一系垂向阻尼为12.970 kN·s·m-1,二系垂向和横向阻尼分别为22.807和19.497 kN·s·m-1时车辆动力学特性得到显著改善,且车体前端、中部和后端垂向平稳性指标优化率分别达到8.849％,8.922％和10.038％.