鐵道車輛空氣彈簧剛度分析.pdf

1、隨著我國高速鐵路的建設和旅客列車運行速度的提高,在保證安全的前提下,追求長距離,短時間的概念已深入人心。鐵路乘客的需求已不再僅僅滿足于旅客列車安全準時的優(yōu)點,而是速度、乘坐舒適性、安全穩(wěn)定性的結(jié)合。高速動車組讓旅客在享受高速鐵路帶來的便捷和效率的同時,對鐵道車輛的穩(wěn)定性與舒適性也給予了高度肯定。
　　 眾所周知,高速列車在鋼軌上運行,其平均時速均在200km／h以上,在滿足結(jié)構(gòu)強度的條件下,其懸掛參數(shù)是能否在高速行駛下滿足列車運

2、行品質(zhì)要求的決定性因素。列車在高速運行過程中,會受到來自鐵路不平順和通過曲線時所帶來的激勵,從而產(chǎn)生垂向與橫向的振動,這對于車輛的運行安全性、穩(wěn)定性與舒適性都具有較大的影響。如何緩解列車振動,成為提高車輛運行品質(zhì)的關(guān)鍵。作為車輛運行過程中的減振元件,空氣橡膠彈簧較鋼彈簧具有十分明顯的優(yōu)勢,主要表現(xiàn)在剛度的非線性特性上。普通鋼彈簧在設計之初,剛度即已無法調(diào)節(jié),僅能在設計時根據(jù)運行路段不同進行選取,這就導致了不同載重量的條件下車輛間運行品質(zhì)

3、的差異,而空氣彈簧可根據(jù)載荷量的不同,自行調(diào)整剛度,以此保證自振頻率不變,加之高度調(diào)整閥的作用,使得車輛運行品質(zhì)更為穩(wěn)定。
　　 有限元軟件的模擬和仿真具有降低試驗成本,縮短試驗周期的優(yōu)點,對于產(chǎn)品的設計與制造提供較為高效的方法。本次論文通過闡述不同類型空氣彈簧的工作原理,并以此建立剛度特性的數(shù)學模型,分析在不同影響因素下剛度特性的優(yōu)缺點和可行性。此外,還對空氣彈簧系統(tǒng)的輔助結(jié)構(gòu),如高度調(diào)整閥、節(jié)流閥、附加空氣室做了系統(tǒng)的總結(jié),

4、為后續(xù)有限元模型的建立提供可靠的理論依據(jù)。利用非線性有限元軟件ABAQUS建立空氣彈簧系統(tǒng)的三維有限元模型,并根據(jù)鐵道行業(yè)標準規(guī)定的試驗一般要求對空氣彈簧的垂向與橫向剛度特性進行仿真計算,包括垂向與橫向的載荷-位移、載荷-壓強、壓強-剛度關(guān)系,根據(jù)數(shù)學模型和有限元原理分析其結(jié)果差異的成因,并與試驗結(jié)果和設計要求比對,驗證仿真結(jié)果的可靠性,由此豐富空氣彈簧數(shù)學模型的一般性結(jié)論。最后,通過對影響空氣彈簧垂向與橫向剛度特性的因素進行模擬仿真和