变摩擦转向架斜楔等效刚度计算及应用

摘要

斜楔减振器是三大件转向架极其重要的元件,斜楔提供的各向等效刚度对货车的动力学性能及减振性能有重要影响。为了分析斜楔等效刚度作用,根据力学原理对斜楔进行准静态分析,研究摇枕、侧架和斜楔三者的受力情况及位移关系,得出斜楔提供的垂向刚度、横向刚度、纵向刚度以及抗菱刚度的解析表达式。运用Abaqus有限元软件建立转K6转向架模型,模拟转K6转向架垂向、横向、纵向及抗菱变形的运动过程,通过与仿真数据对比,验证斜楔各向等效刚度解析表达式的准确性。在此模型的基础上,对斜楔自锁情况进行分析,推导出转向架斜楔设计时的参数选择范围,避免斜楔发生自锁。同时根据C70E货车参数,在Simpack动力学软件中建立包含转K6转向架的C70E货车多体动力学模型,分别计算输入斜楔各等效刚度及未输入斜楔各等效刚度时C70E货车多体动力学模型的非线性临界速度。研究结果表明:输入斜楔各等效刚度后的C70E货车多体动力学模型的临界速度为135 km/h,与实际的临界速度更接近。该结果揭示了斜楔等效刚度会对货车临界速度及运行情况产生较大的影响,不考虑斜楔的等效刚度作用会使货车仿真模型的动力学性能与实际情况产生较大偏差,同时进一步验证了斜楔等效刚度计算方法的准确性与科学性。