单轴转向架车辆动力学仿真_虞大联

高速动车组空气弹簧故障模式下转向架动态响应戚壮;李芾;丁军君;黄运华;虞大联【摘要】为了模拟高速动车组空气弹簧发生故障后的工作状态,基于气动力学理论与函数拟合方法,建立了空气弹簧系统的三维耦合动力学模型,并将该模型与高速动车组整车动力学模型进行了联合仿真,研究了空气弹簧故障模式下高速动车组转向架的动力学响应.由空气弹簧泄漏过程分析可知,空气弹簧泄漏导致车辆失稳的可能性较小,但会使平稳性下降;车辆的垂向与横向安全性指标峰值分别出现在泄漏面积约为15 mm2和30 mm2处;差压阀在空气弹簧的泄漏中能够有效保障车辆的动力学性能.由车辆曲线通过性分析可知,车辆通过曲线的方向若与空气弹簧的泄漏在同侧,则轮重减载率高出直线工况约20％;差压阀与高度调整阀的失效均会对车辆的动力学性能造成一定程度的影响,但各项指标仍满足安全性要求.【期刊名称】《西南交通大学学报》【年(卷),期】2016(051)001【总页数】7页(P98-104)【关键词】高速动车组;空气弹簧;车辆动力学;故障模式【作者】戚壮;李芾;丁军君;黄运华;虞大联【作者单位】石家庄铁道大学机械工程学院,河北石家庄050043;西南交通大学机械工程学院,四川成都610031;西南交通大学机械工程学院,四川成都610031;西南交通大学机械工程学院,四川成都610031;西南交通大学机械工程学院,四川成都610031;南车青岛四方股份国家工程实验室,山东青岛266111【正文语种】中文【中图分类】U270.33空气弹簧具有高度可调、空重车自振频率恒定、横向刚度低、自带阻尼、吸收高频振动等特点，是高速动车组转向架的关键技术之一［1］．但由于空气弹簧悬挂系统气密性要求严格，其在高速动车组的长期运营中易发生泄漏等故障［2］．鉴于空气弹簧的强非线性特征，建立其动力学模型已成为中外学者的研究热点．文献［3］提出了一种由弹性力、摩擦力和阻尼力叠加的“Berg”三维模型．文献［4］详细推导了描述各气动元件特性的方程组．文献［5］基于热力学与流体力学原理导了计算空气弹簧动力学特性的统一数学表达式．文献［6］建立了空气弹簧-连接管路-附加空气室模式的空气弹簧动力学模型．综上所述，目前描述空气弹簧悬挂系统三向特性的动力学模型较少，且鲜有关于空气弹簧故障状态下整车动力学分析的研究．鉴于此，首先介绍空气弹簧悬挂系统三维耦合动力学模型的建模方法，然后结合高速动车组的整车动力学模型，对空气弹簧故障模式下转向架的动态响应进行研究．1．1 垂向气动模型假定空气弹簧系统内的气体为理想气体，将气体的流动视为等熵流动，分别推导出橡胶气囊、附加空气室、节流孔、高度调整阀和差压阀的气动力学方程［7］．控制橡胶气囊内压的微分方程为式中：p、V、m、T分别为压强、体积、质量和温度；R、n分别为气体的摩尔常数和多变指数；下标b为橡胶气囊；下标0为初始状态．附加空气室可视为一个容积不变的橡胶气囊，其内压控制微分方程根据式（1）变为式中：下标t为附加空气室．气动管路中的气体流动可视为等温过程，则n＝1．若将管路的横截面积设定为Ar，气体流经过气动管路时的流量计算方程为式中：下标r为气动管路；下标u、d分别为上游截面和下游截面；lr、dr分别为气动管路的长度和内径；λr为管壁摩擦因数．节流孔内部气体流动视为绝热过程，则n＝k，k为空气的比热比．若将节流孔的横截面积设定为Ao，则气体流经节流孔的流量计算方程为式中：α为流量系数．高度调整阀有一定范围的无感区和动作延迟时间，将其动作方式等效为二阶系统传递函数，即式中：ωs、ζs分别为二阶系统的固有频率和阻尼系数．根据高度调整阀瞬时阀门位置在最大位移量中所占比例，可计算出高度调整阀的瞬时流量式中：kl为高度调整杆的比例系数；zd、zmax分别为高度调整阀的无感区和最大位移量．差压阀设有一定的阈值，当两侧空气弹簧压差高于其阈值时，差压阀打开，其流量方程为式中：pg为差压阀打开的阈值；paL、paR分别为左侧和右附加空气室内部压强．1．2 三维耦合模型根据有限元分析结果，空气弹簧的横向刚度与内压呈一次函数关系，与横向位移量呈二次函数关系，故空气弹簧横向刚度可表示为［8］式中：Δy为空气弹簧的横移量；a、b、c为系数，通过对空气弹簧的已知横向刚度插值确定，本文中，a＝197．472 4，b＝0．209 3，c＝80 674．空气弹簧的纵向变形等效于横向变形，其纵向刚度拟合公式可通过对式（8）进行修正得到式中：k′为修正系数，一般取0．22～0．26之间．本文采用的算例空气弹簧的横向与纵向刚度特性曲面如图1所示．综上所述，文中以车体相对转向架3个方向的位移与速度作为输入量，即可建立空气弹簧的三维耦合动力学模型，将该模型作为非线性力元加入高速动车组整车动力学模型中，进行联合仿真计算．2．1 气动装置的连锁作用在泄漏故障研究中，设置泄漏空气弹簧位于工况较恶劣的前转向架右侧，如图2所示．空气弹簧的泄漏会导致气动系统一系列的连锁效应，如图3所示．2．2 不同泄漏面积下车辆的动力学响应通过联合仿真计算，不同泄漏面积下车体侧滚角和失气侧轮重的均方根值（RMS）如图4所示．由图4可知，车体侧滚角极大值与失气侧轮重极小值均出现在泄漏面积为15mm2左右．构架横向加速度RMS值反映了车辆运行稳定性［9］．不同泄漏面积下该值计算结果如图5所示．由图5可知，车辆未发生失稳．根据我国《200 km／h及以上速度级电动车组动力学性能试验鉴定方法及评定标准》［10］，轮轨垂向力与轮重减载率主要反映车辆的垂向动力学性能，该两项指标随泄漏面积的变化如图6所示．由图6可知，两项垂向动力学指标的峰值点均出现在泄漏面积为15 mm2左右，此后差压阀打开使其逐渐降低；随着泄漏面积的增加，对侧高度阀与后转向架同侧高度阀的作用分别使上述两项指标先增加后减小，最后随着应急橡胶弹簧的作用使其值逐渐稳定［11］．轮轴横向力与脱轨系数主要反映车辆的横向动力学性能，两者随泄漏面积的变化规律如图7所示．由图7可知，两项横向动力学指标的峰值均出现在泄漏面积约为30 mm2，此后对侧高度阀的作用使得两项指标略有下降，并随着对侧应急橡胶弹簧的接触而逐渐趋于稳定．车辆的横向与垂向平稳性指标随泄漏面积的变化如图8所示．由图8可知，两项平稳性指标在泄漏面积大于等于15 mm2后，超过标准规定优级标准；差压阀的作用会使垂向平稳性指标稳定在2．5左右；对侧橡胶弹簧的接触会使横向平稳性指标略有下降，但会导致垂向平稳性指标略微上升；泄漏面积大于等于30 mm2后，两项平稳性指标均趋于稳定．2．3 泄漏过程泄漏面积分别为15、30、40 mm2工况下的空气弹簧内压与差压阀流量时间历程如图9所示．由图9可知，差压阀在泄漏面积为15 mm2时刚刚打开，差压阀的作用对两侧空气弹簧的内压影响较大．车辆动力学性能随泄漏面积的变化规律如图10所示．将各种工况下的动力学指标与相关标准进行对比可知，除平稳性指标超限外，其余各项动力学指标均未超出标准限值，可见空气弹簧的泄漏不会对高速动车组的运行安全性造成威胁，但在一定程度上会影响乘客的舒适性［12］．3．1 过曲线空簧泄漏选取泄漏面积分别为15、30mm2工况，对车辆通过R7 000 m曲线进行计算，车辆的各项安全性指标随车速的变化关系如图11所示．由图11可知，虽然空气弹簧泄漏导致车辆的曲线通过性变差，但各项指标仍满足安全性要求［13］．3．2 差压阀失效差压阀失效故障模式下，车辆通过曲线时的各项安全性指标如图12所示．由图12可知，差压阀失效后各项安全性指标均有所增加，但对轮重减载率的影响最大．3．3 高度阀失效高度阀失效故障模式下，车辆曲线通过性的计算结果如图13所示．由图13（a）可知，泄漏侧和正常侧高度调整阀失效工况下脱轨系数基本一致，比正常工况高出约13%；由图13（b）可知，相比于泄漏侧高度阀失效，正常侧高度阀失效对轮轨垂向力和轮重减载率的影响较大，该工况下两项垂向安全性指标比其它工况约高4%．基于空气弹簧三维耦合动力学模型，对高速动车组空气弹簧的泄漏过程进行了分析，并研究了差压阀、高度阀失效对车辆曲线通过性的影响，主要得到以下结论：（1）车辆的稳定性与平稳性先随泄漏面积的增加而变差，后随泄漏面积的增加而趋于平稳，故空气弹簧泄漏导致车辆失稳的可能性较低，但会使平稳性指标不能满足标准．（2）车辆的垂向和横向安全性指标的峰值分别出现在泄漏面积为15 mm2和30 mm2左右的工况下，但其峰值仍满足标准中规定的安全性要求．（3）差压阀失效会严重影响空气弹簧泄漏时车辆的曲线通过性，且对轮重减载率影响最大．（4）泄漏侧和正常侧高度阀的失效均会造成横向安全性指标高出约13%，但只有正常侧高度阀失效会造成垂向安全性指标高出其它工况约4%．致谢：中国南车科技计划项目资助（NK2011）．【相关文献】［1］ BRUNI S，VINOLAS J，BERG M，et al．Modelling of suspension components in arail vehicle dynamics context［J］．Vehicle System Dynamics，2011，49（7）：1021-1072．［2］孔军，王黎明，刘兴臣．空气弹簧低温泄漏的原因分析及处理措施［J］．铁道车辆，2003，41（8）：34-37．KONG Jun，WANG Liming，LIU Xingchen．Analysis of causes to leakage of air springs at low temperature and the disposition measures［J］．Rolling Stock，2003，41（8）：34-37．［3］ BERG M．Three-dimensional airspring model with friction and orifice damping ［J］．Vehicle System Dynamics，2000，33（Sup．）：528-539．［4］ DOCQUIER N，FISETTE P，JEANMART H．Multiphysic modeling of railway vehicles equipped with pneumatic suspensions［J］．Vehicle System Dynamics，2007，45（6）：506-524．［5］李芾，傅茂海，黄运华．空气弹簧动力学特性参数分析［J］．西南交通大学学报，2003，38（3）：276-281．LI Fu，FU Maohai，HUANG Yunhua．Analysis of dynamic characteristic parameter of air spring［J］．Journal of Southwest Jiaotong University，2003，38（3）：276-281．［6］张广世，沈钢．带有连接管路的空气弹簧动力学模型研究［J］．铁道学报，2005，27（4）：36-41 ZHANG Guangshi，SHEN Gang．Study on dynamic airspring model with connecting pipe［J］．Journal of the China Railway Society，2005，27（4）：36-41．［7］戚壮，李芾，黄运华，等．基于AMESim平台的轨道车辆空气弹簧系统气动力学仿真模型研究［J］．中国铁道科学，2013，34（3）：79-86．QI Zhuang，LI Fu，HUANG Yunhua，et al．Study on the pneumatic simulation model of railway vehicle air spring system based on AMESim［J］．China Railway Science，2013，34（3）：79-86．［8］戚壮，李芾，丁军君，等．高速动车组空气弹簧横向非线性动力学模型研究［J］．中国铁道科学，2014，35（6）：111-118．QI Zhuang，LI Fu，DING Junjun，et al．Lateral nonlinear dynamics model of air spring for high speed EMU［J］．China Railway Science，2014，35（6）：111-118．［9］ International Union of Railways Testing and approval of railway vehicles from the point of view of their dynamic behaviour-safety-track fatigue-running behaviour ［S］．［S．l．］：UIC，2009．［10］中华人民共和国铁道部．200 km／h及以上速度级电动车组动力学性能试验鉴定方法及评定标准［S］．北京：［s．n．］，2001．［11］刘鹏飞，王开云，翟婉明．高速客车悬挂系统静挠度分配对运行平稳性的影响［J］．西南交通大学学报，2013，48（2）：193-198．LIU Pengfei，WANG Kaiyun，ZHAI Wanming．Effect of distributions of static suspension deflection on ride comfort of high-speed passenger cars［J］．Journal of Southwest Jiaotong University，2013，48（2）：193-198．［12］杨明亮，李人宪，丁渭平等．阀系参数对高速列车液压减振器阻尼特性的影响［J］．西南交通大学学报，2014，49（2）：291-296．YANG Mingliang，LI Renxian，DING Weiping，et al．Influence of valves parameters on damping characteristics of hydraulic shockabsorber for highspeed trains［J］．Journal of Southwest Jiaotong University，2014，49（2）：291-296．［13］王文静，王燕，孙守光，等．高速列车转向架载荷谱长期跟踪试验研究［J］．西南交通大学学报，2015，50（1）：84-89．WANG Wenjing，WANG Yan，SUN Shouguang，et al．Long-term load spectrum test of high-speed train bogie［J］．Journal of Southwest Jiaotong University，2015，50（1）：84-89．。

200km／h高速客车转向架的动力学仿真计算
王成国;曾宇清
【期刊名称】《铁道机车车辆》
【年(卷),期】1998(000)003
【摘要】利用ＮＵＣＡＲＳ和ＭＥＤＹＮＡ多体动力学数值仿真程序对新设计研制的２００ｋｍ／ｈ高速客车转向架进行了多方案的动力学仿真计算和分析。

讨论了建立车辆动力学仿真模型时需深入考虑的问题。

分析了高速客车转向架动力学结构参数和悬挂参数对车辆动力学性能的影响。

提出了２００ｋｍ／ｈ高速客车转向架可行的动力学悬挂参数设计方案。

【总页数】4页(P7-10)
【作者】王成国;曾宇清
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】U271.910.3
【相关文献】
1.我国首台高速客车径向转向架通过线路动力学试验 [J], 牵引动力研究中心
2.欧系高速客车转向架一系悬挂装置检修工装设计 [J], 张辉;王日艺
3.准高速客车转向架第一次动力学性能试验 [J], 傅小日
4.209HS转向架客车高速动力学仿真计算 [J], 于卫东;曾宇清
5.高速客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性分析 [J], 梁红琴;蔡慧;赵永翔;刘肃云
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高速列车系统动力学空气弹簧建模方法研究戚壮;李芾;黄运华;虞大联【摘要】高速列车空气弹簧动力学模型主要分为三类:定刚度与定阻尼并联的线性模型、基于流体力学与气动力学原理的非线性模型以及考虑整体气动悬挂系统的完全模型.通过准静态动力学特性分析和高速动车组动力学模拟计算得出,非线性模型与完全模型具有相似的回滞曲线,线性模型具有较高的阻尼特性,但是在三种空气弹簧模型下计算出的车辆运行安全性指标具有较一致的结果.研究结果表明,在高速动车组动力学计算中,对于运行安全性指标,用空气弹簧线性模型即可满足工程要求;而对于平稳性指标,需要用非线性模型或完全模型进行建模,才能与实际更加接近;由于完全模型所需要确定的物理量较多,故在实际应用中建议采用非线性模型.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2014(033)012【总页数】7页(P63-68,105)【关键词】空气弹簧;高速列车;建模方法;系统动力学【作者】戚壮;李芾;黄运华;虞大联【作者单位】西南交通大学机械工程学院,成都610031;西南交通大学机械工程学院,成都610031;西南交通大学机械工程学院,成都610031;南车青岛四方股份国家工程实验室,山东青岛266111【正文语种】中文【中图分类】U270.33作为二系悬挂装置，空气弹簧目前已广泛应用于现代高速列车上。

由于空气弹簧是一个多物理变量的非线性系统，如何在高速列车动力学计算中建立空气弹簧模型，已成为国内外学者研究的焦点。

Oda等［1］利用“弹性支撑阻尼”系统建立了适用于更宽频域范围的“Nishimura”模型，但是该模型并没有考虑气体在管路中的惯性效应。

Krettek 等［2］基于流体力学与气动力学原理，简化了空气弹簧的计算公式，建立了空气弹簧非线性气动模型。

Nieto等［3－5］基于空气热动力学原理，对橡胶气囊、附加空气室、节流孔和其间的连接管路分别进行建模，再将其用统一的微分方程组进行描述。

第40卷第6期2020年12月铁道机车车辆RAILWAY LOCOMOTIVE&CARVol.40No.62020Dec.2020年《铁道机车车辆》总目次第1期·综合技术研究·流体阻尼制动器原理及仿真限………………………………………………………………………………………………………史炎(1)铁道车辆二自由度系统非线性振动定量分析………………………………………………王业，曾京，杨润芝，韩辰辰，黄立(5)强风沙对高速列车冲蚀的数值模拟研究……………………………………………………………李文涛，金阿芳，李虎，杨世佺(13)高速列车局部外形气动优化设计研究…………………………………………………………………马胜全,何思俊,支锦亦,王超(19)基于应变能法的铁道客车车体垂弯频率优化研究…………………………………………………汤劲松，徐聪，李家宝，王云鹏(24)·专题研究·CR200J动力集中电动车组拖车铸钢制动盘研究与开发…………………………………孙新海，陈德峰，曹建行，宋跃超，郭彦峰(29)基于ABAQUS的智能制动阀力学性能研究………………………………………………孔德帅，金哲，李博，王群伟，侯超(35)轨道车辆制动系统轴套配合的工艺尺寸研究…………………………………………………………………王玥龙，孙广合，潘全章(39)制动夹钳单元输出力传递规律及影响因素分析……………………………………………………………曾梁彬,王贤龙,陈炳伟(45)铁路车轴用微合金化钢强韧机理研究与分析………………………………………………………………………………………吴毅(50)列车制动系统ZY3型作用阀研制…………………………………………………朱宇，刘文军，申燕飞，刘亚梅，贺才建，杜霞(56) CRH3A型动车组自动速度控制模式下防滑控制及不旋转轴检测的研究…………………………呼功崛，马永靖，王学文，辛志强(60)高速动车组焊接构架多轴疲劳强度评估……………………………………………………杨朋朋，商跃进，王红，李振华，黄晓华(62)高速动车组传动系统异常振动问题研究………………………………………李众,崔利通,曲文辉,宋春元,李秋泽,谌亮(66)可靠性评估在列车网络系统中的应用研究……………………………………………………………………赵冬玉,王峰超,单保强(73)动车组铝板结构辐射效率与隔声量的关系研究……………………………………………………夏正志，张旗，帅仁忠，陈彪(78)绝缘盘刚度对轴端接地装置强度的影响……………………………………………………………………………………………黄学君(83)高速磁浮列车涡流制动力研究………………………………………………………………………袁文琦，王明星，杨磊，郝保磊(88)·铁路供电技术·受电弓及车顶动态检测系统应用分析………………………………………………………………………………………………赵磊(94)高铁用整体吊弦线体断裂原因分析…………………………………………………………陈时光，王忠诚，王凯强，孟翔宇，张建华(98)·运用与检修·5T综合检测车检测监控系统设计…………………………………………………………………………………………………史晓磊(102)智能化机车检修装配系统的研制及在HXN5型机车C4、C5修程的应用………………………………………………………孙云刚(106) CRH2型动车组转向架三级修优化研究…………………………………………彭国平,弓海斌,王海涛,张华丽,杨晟,邬平波(111) CRH3型动车组预控压力不缓解的原因分析与对策……………………………………………………………………高延财,万幸(116)·地铁与轻轨·CCQG型轻轨车辆加装辅助缓解单元方案设计………………………………………………………………周晓,郭福海,刘艳辉(120)基于CSS技术的列车辅助防撞系统设计与研究……………………………………………………宗清泽,张丽,梁汝军,姜琨久(123)低地板有轨电车车顶设备高静低动刚度减振研究…………………………………………………曾兆然，周劲松，宫岛，孙煜(127)132铁道机车车辆第40卷第2期·综合技术研究·铁路客车运行状态地面监测方法及验证………………………………………田光荣,于卫东,刘茂朕,张瑞芳,肖齐,陆航（1）货物列车制动机试验方法优化研究…………………………………………………………………………………………………刁晓明（6）具有TRDP和MVB功能的输入输出模块设计……………………………………………………夏好广，王立文，余健，张明（10）·专题研究·BSO-MCKD在高速列车齿轮箱轴承早期故障诊断中的应用……………………………………朱丹，苏燕辰，孙琦，龙莹（14）基于形态分量分析的高速列车轴箱轴承故障诊断方法…………………………………李佳元，宋冬利，张卫华，王志伟，陈丙炎（20）基于稳健试验设计的高速客车悬挂参数多目标优化………………………………………………王红兵，李国芳，李炳劭，丁旺才（25）基于相对灵敏度分析的高速列车车体结构优化………………………………………………………………石晓飞，唐晖，高月华（30）基于动态服役性能的制动夹钳单元强度评价研究………………………………………………………………………………乔峰（34）电制动与空气摩擦制动防滑控制协同作用策略研究…………………祝汉燕，亢磊，李松，张笑凡，邢宇，王学文，乔峰（39）风沙环境下列车气动性能的研究………………………………………………………………………………郭佳梁，张学飞，周朝晖（44）列车供电线缆的压降状态研究……………………………………………………………………………………………………任宇杰（47）一种改进的多功能车辆总线周期扫描表的配置方法…………………………………………………………范昊，刘汉，朱慧龙（51）联合快速峭度图与变带宽包络谱峭度图的轮对轴承复合故障检测研究………………………………………………沈健,李凤林（57）铁路智能监造总体框架研究与应用………………………………………………………………………………………………赵志春（63）一种橡胶液体复合转臂节点低温性能试验研究…………………………………丁行武，程海涛，相运成，卜继玲，李由，王涛(68)·铁路供电技术·基于DDRTS的高速铁路牵引供电系统智能变电所全景实时仿真设计方案研究………………郭旭刚，张帆,李强，王坤（73）基于Faster R-CNN的铁路接触网鸟巢检测………………………………………………………王纪武，罗海保，鱼鹏飞，刘亚凡（78）CRH1型动车组自动过分相故障控制措施研究……………………………………………………………………………………陈秉航（82）HXD1电力机车网压检测失真故障分析……………………………………………………………涂旭，陈力，彭赟，练贤常（86）·运用与检修·HXD3C型机车牵引变压器C6检修数据及策略研究……………………………………容长生，邓凤祥，刘锋，房平，王亚奎（90）机车车辆用车体空气过滤器试验方法的研究…………………………………………………………………………张晓芳,施国友（94）动车组运行可靠性评价方法研究……………………………………………………………………………蔡两,王华胜,李昊（98）THDS检测车联网应用系统优化设计研究……………………………………………………………………………董卓皇，蒋荟（104）关于CRH3型动车组人机界面与制动管理器制动力不一致问题研究……………………………………赵稳平，李巍，顾炳轩（109）·地铁与轻轨·全自动驾驶车辆动态包络线理论计算与试验研究…………………………………………………………厉高，林建辉，陈双喜（112）200km/h城际动车组制动与热负荷性能……………………………………………………………………姚风龙，张笑凡，周春梅（118）列车再生制动能量地面利用系统试验平台数据监控系统………………………………………………………………………鲁培琳（121）独立轮对轻轨车通过曲线研究………………………………………………………………………文永翔，周文祥，陈阳，张晓阳（126）第3期·综合技术研究·动力集中动车组动力车直线运行晃车问题研究………………………………………………………张志超，李谷，杜瑞涛，储高峰(1)高速动车组牵引变流器功率模块可靠性评估………………………………………………宋术全，张艺驰，王骁，徐小明，葛兴来(7)高速动车组制动距离及制动减速度参数研究…………………………………………………………………章阳，吕宝佳，金哲(11)133第6期2020年《铁道机车车辆》总目次·专题研究·CR200J动力集中电动车组动力车基础制动装置自主化研制……………………………孙新海，郭彦峰，宋跃超，郭斌，齐冀(17)接触面积和接触方式对制动盘温度场的影响………………………………………………………李月明，杨俊英，韩晓明，高飞(23) 400km/h高速列车风阻制动装置应用研究………………………………………汤劲松，尹崇宏，马飞，杨磊，司志强，毕海权(29)大功率永磁直驱电力机车牵引电机关键技术研究……………………………………………………………傅雪军,杨婷莉,王晓元(34)采用永磁电机直接驱动方式的机车转向架……………………………………………………………张志和,李华祥,李前,赵清海(39)大功率永磁直驱电力机车牵引系统……………………………………………………………………………刘鹏，张佳峰,于保华(43)快捷货车太阳能轴驱冗余互补发电储能系统的研究………………………………………………田继森，辛恩承，孙功，梁浩(49) 25t轴重煤炭漏斗车车体结构强度与优化设计分析……………………………………………………………王东，林建辉，陈双喜(54) MTB7型踏面制动器的研制……………………………………………刘毅,韦雪丽,李谋逵,李果,申检宏,肖晨,宁波(60)动车组轮装制动盘螺栓安装工艺及其影响研究……………………………………………张化谦，杨伟君，焦标强，吕宝佳，曹建行(67)智能化制动缸试验台研制…………………………………………………………谭杰，余欲为，白旺旺，田永成，康旭，王苏敬(74)磁浮车辆用腰带式气囊的结构参数化设计研究……………………………………………陈清化，周军，王玉辉，程海涛，刘炜(77)·铁路供电技术·牵引变电所27.5kV所用电系统谐波抑制技术研究………………………………………………………………………………詹广振(81)基于不同评价标准的受电弓上臂焊缝疲劳强度研究…………………………………………………………辜晨亮，王俊勇，贾荣(87)·运用与检修·关于预见性维修在和谐型机车上应用的探讨………………………………………………………………………………………吕晓春(91)客车安全监控综合评价系统设计……………………………………………………………………………………………………史晓磊(94)老旧客车车底利旧改造方案…………………………………………………………………………………………………………曲力强(98)多动力源系统在调车机车上的应用……………………………………………………………………………原志强，武学良，聂敏(101)·地铁与轻轨·某型地铁车辆制动保障监控装置的设计……………………………………………………………刘澳，崔雷，许丰磊，崔晓军(105)地铁列车保持制动控制逻辑分析和运用…………………………………………………………………………………………曾东亮(111)多铰接100%低地板有轨电车隔声降噪方案分析及优化……………………………刘鸿宇，殷立阳，王秀丹，孟凡帅，卢海超(116)基于ANSYS的车轮踏面紧急制动热分析……………………………………………………………………张野，马晓杰，朱绘丽(122)珠海有轨电车地面供电系统集电靴磁场分析………………………………………………………………臧玉军，王乐民，周昌(127)第4期·综合技术研究·高速磁浮车辆通过小半径竖曲线时的动力学响应分析………………………………………………梁鑫，赵春发，罗英昆,虞大联(1)柔性轮对的轮轨静态接触和车辆动态性能研究……………………………………………………石俊杰，崔涛，高峰，王铁成(6)·专题研究·动车组制动系统软件开发集成测试平台研制………………………………………………………章阳，华皛，于伟，肖会超(13)基于现车模型和制动控制的基础制动装置热负荷仿真分析………………………………………………………………………郭奇宗(21)磁轨制动器施加时的能量过程分析…………………………………………………………王明星，袁文琦,李敬，杨磊，汤劲松(26)基于CEETIS的电气柜自动测试系统的设计与实现……………………………………………………………………余博,扈海军(30) 30t轴重重载列车电控空气制动试验研究…………………………………………………………………………………………段明民(34)动车所小半径曲线脱轨安全性研究………………………………………………………………………………………侯茂锐，秦娟兰(39) CRH380A型动车组撒沙专项试验…………………………………………………………………………………………………梁德龙(47)大功率永磁直驱技术优势及技术难点的深入研究……………………………………………………李华祥,张志和,刘鹏,原志强(50)转向架悬臂件振动冲击试验研究……………………………………………………………秦烺，沈龙江，陈国胜，申长宏，程雄(54)134铁道机车车辆第40卷铁道客车关键系统的模态规划研究……………………………………………………………………………汤劲松，王云鹏，徐聪(57) CRH2动车组车辆间减振器的最佳布置位置及动力学行为研究………………………………………………………孙亚洲，陈宝玲(64) 1435/1520mm变轨距转向架关键参数优化匹配分析……………………………………王欢声，冯永华，罗赟，梁树林，池茂儒(72)基于提高冷却温度的机车柴油机部件可靠性研究……………………………………………………………郑永强，薛良君，张强(80)铁路敞车腐蚀状况及寿命预测…………………………………………………………………………杨松柏,李洪刚,贾恒琼,杜玮(85)通用型制动夹钳单元试验台的研制…………………………………………………………谭杰，白旺旺，余欲为，康旭，王苏敬(90)·铁路供电技术·铁路牵引变电所运行维修管理模式探索与分析………………………………………………………………何祥照，安英霞，尹彦宏(94)脉冲电流作用下高铁接触网吊弦线拉伸试验探究…………………………………………胡向义，王忠诚，陈时光，王世英，张建华(97)·运用与检修·基于TPDS的机车车轮多边形分布及演变规律研究……………………………肖齐,于卫东,陆航,田光荣,刘茂朕,祁苗苗(102)大秦线2.1万吨列车中部机车与车辆车钩分离问题初探………………………………………………………………………伏远昱(109)铁路客车制动管系检修工艺攻关…………………………………………………………………………………………………李少华(112)·地铁与轻轨·某型地铁车辆设备吊挂刚度与车体模态匹配研究……………………………………………………………………王思明，张立民(116)轨道不平顺对悬挂式货运单轨车辆动力行为影响分析………………………………………………………李忠继，林红松，吴波文(119)成都地铁市域快线车辆电气牵引系统……………………………………………………………………………………………曾东亮(125)第5期·综合技术研究·动力集中动车组制动系统设计与运用研究…………………………………………………………………………………………林晖(1)试验载荷谱作用下的焊接构架疲劳强度………………………………………………………………安琪，赵华，刘志远，付茂海(8) DK2型制动机建模与试验分析…………………………………………………………………………………齐洪峰，黄晓旭，倪文波(14)·专题研究·动车组制动系统PHM方案研究……………………………………………………………………………………………………章阳(19)动车组横向半主动悬挂模糊天棚控制研究……………………………许文天，梁树林，池茂儒，孙帮成，齐洪峰，闫一凡，于子良(23)一种新型高速动车组充电机设计……………………………………………………………………韩冰,赵许强,林鹏,李海洋(29)铁道车辆轮轴全尺寸疲劳试验的原理性偏差研究………………………………………………………………………………韩立(33)一种基于BS架构的车载嵌入式系统维护软件的设计与实现……………………………郑斌，李小勇，闫迷军，孔元，李洋涛(40)轨道列车客室空调机组内部流场数值仿真研究……………………………………………………王维斌，姚拴宝，陈大伟，宋军浩(44)多系统融合列车显示屏的设计及实现…………………………………………………………………………杜苗苗，任富争，杜飞(47)内燃机车用双流道中冷器的研究………………………………………………………………………………潘翼龙，闫玉凤，米贵(52) SDA2型交流传动内燃机车转向架…………………………………………………………张健，魏春阳，徐其生，杨勇军，时小玲(56)基于最优拉丁超立方抽样的动车组轴箱弹簧稳健设计…………………………………辛俊胜，商跃进，王红，刘瑞强，薛海(60)货物列车自动制动机主管压力执行标准研究……………………………………………………………………………………冯振兴(65)出口澳大利亚GWA公司30t轴重煤炭漏斗车的研制及技术创新…………………………………………李晓伟，张俊林，赵天军(70)·铁路供电技术·高速铁路接触网分布式故障诊断技术研究………………………………………………………………………………………章来胜(73)受电弓等效参数识别及结构强度研究…………………………………………………………………………贾荣，王俊勇，辜晨亮(78)·运用与检修·基于失效风险评估的动车组高级修周期延长可行性分析及验证方法…………………………………………………………钱小磊(84)重载机车车辆状态远程监控方案研究……………………………………………………王兢，吴頔，潘勇卓，黄志平，王隆龙(88)135第6期2020年《铁道机车车辆》总目次内燃机车故障数据处理策略研究………………………………………………………………………………熊英萍，张征硕，邢莹莹(91)铁路货车车轮经济性旋修策略研究………………………………………………江亚男，陈俊栋，何平，宋冬利，熊模友，吴华丽(94)铁路货车全寿命周期技术状态数据整合方法研究……………………………………………………………………李源,蒋荟(100)·地铁与轻轨·基于层次分析法的城轨制动装置表面处理优化设计………………………………………………王玥龙，孙广合，张超，程智刚(106)地铁车体地板振动原因分析及解决措施…………………………………………………………………………………………邱新锋(111) SIL4功能安全在城轨车门控制器中的应用…………………………………………………………………黄莉莉，张伟，廖小美(117)城轨地铁车辆牵引齿轮渗碳层裂纹失效分析………………………………………………………………殷桂明，吴国文，罗志勇(121)新一代智能化B型地铁用制动夹钳单元的研制………………………………………………………………………韩红文，朱君华(126)增刊·动车组运用与检修·关于动车组故障预测与健康诊断系统的应用研究…………………………………………………………………………………李波（1）浅谈WBS-RBS方法在动车组一级检修风险分析中的应用………………………………………………………………………胡勇（5）关于CRH2A/CRH2C/CRH380A平台动车组三、四级检修调试项目的研究及优化…………………李渊，陈健龙，刘靖，刘泽雪（9）浅谈动车组高压电气系统的检修方法及其优化…………………………………………………………………………………万成（16）关于CR400AF型动车组全列车牵引无流的研究…………………………………………………………………………………田松付（19）关于提高CRH2系列动车组弓网故障应急处理效率的思考……………………………………………………………………黄华（25）动车组轮对轴承压装曲线异常问题的探讨……………………………………………………………………………高华，陈铁军（28）浅谈制动盘旋修后粗糙度超标原因与预防措施…………………………………………………………………………………闫志浩（33）·机车运用与检修·HXD1型机车牵引客车电机轴承超温报警原因分析及措施………………………………………………………………………陈祖宇（38）HX机车走行部故障监测系统轴报报警处置方案…………………………………………………………………………………尚海燕（41）和谐型电力机车复合冷却塔智能在线监测装置的研制…………………………………………………………………翟启斌，张学文（46）CCB-Ⅱ型制动机DBTV模块故障分析及对策……………………………………………………………………………………黄遇春（52）HXD1D型机车主断路器故障浅析…………………………………………………………………………………刘鹏,熊良岳,张立通（55）HXD1B型机车主断路器反馈信号丢失故障解决方案研究…………………………………………………………………………史郑洲（59）关于HXD1型机车高压隔离开关接地故障的分析及改进方案探究………………………………………………………………杨健（63）HXD3C型电力机车辅助变流装置接地故障分析及改进……………………………………………………………………………傅曲武（66）·客货车辆运用与检修·TCDS预报常见故障处置研究……………………………………………………………………………………杨科骏,刘洋，郭亚斌（69）客车轮对品质对车辆转向架状态检测诊断系统报警的影响………………………………………杨晓博，刘华，王桂波，易紫娟（74）17型车钩防跳性能不良的调研分析……………………………………………………………………………………董仕健，李肖肖（79）铁路货车车辆车轮故障分析及二次旋修研究…………………………………………………………………………………欧阳明明（82）第6期·综合技术研究·车载电力电子变压器的高频隔离DC-DC变换器双相移控制……………………………赵震，刘洋，马驰，谢冰若，王永翔（1）136铁道机车车辆第40卷基于曲率半径及多传感器融合的动车组工况识别………………………………………………………………………张一喆，李强（6）基于SysML的动车组受电弓控制逻辑仿真研究……………………………………………………王保民，陈波，张世聪，袁文强（11）·专题研究·基于长大坡道工况的动车组制动盘热负荷研究……………康晶辉，吕宝佳，焦标强，马永靖，赵鹏，马忠，陈德峰，宋跃超（19）支持4G传输和北斗系统的动车组车载无线传输模块研制…………………………………………………王隆龙，张顺广，叶鹏迪（24）一种动车组牵引变流器接地故障检测策略……………………………………………………………………周江伟，梁大伟，张春磊（28）某混合动力总成系统静刚度设计研究……………………………………………………………………………………张远亮，张立民（32）TEDS动车组故障图像数据库建立技术研究………………………………………………………………………………………杨凯（38）中继阀在CRH380CL型动车组上精度超差的问题分析……………………………………………刘殿卫，亢磊，刘芳铭，刘海龙（43）基于SIMPACK的轨道工程车辆动力学仿真及优化分析…………………………………………………………………………杨茜茜（49）高海拔对机车供风能力的影响研究………………………………………………………………………………………………段明民（53）基于KNN算法的高速列车车内压力模糊控制研究……………………………………………………………陈朝文，陈春俊，王东威（58）被动式液压制动夹钳液压压力与输出力响应试验分析……………………………………………刘帅，杨磊，张敬斌，崔雷（64）磁浮列车涡流制动电磁力特性曲线的求解研究………………………………………………………………薛锐锋，倪文波，闫一凡（68）·铁路供电技术·三相PWM整流器输出调节子空间算法研究………………………………………………………………………………………郭旭刚（73）基于特征融合的接触网定位支座区域检测研究………………………………………………………………杨丰萍，李远征，彭云帆（76）·运用与检修·国内外机车车辆整车试验标准的发展历史研究及借鉴………………………………………………………孟葳，陈波，黄金（82）从系统工程角度解析EN15380标准的应用价值…………………………………………………………………………………陈波（93）重联动车组联挂继电器无法闭合原理分析与应急处置…………………………………刘帅，张璐璐，刘恩益，郭从民，李文萱（104）物联网环境下的列车制动系统气控阀装配单元研究与应用……………………………………………………………………孙广合（107）HXN3B型机车柴油机无法启机的故障原因及处理………………………………………………………………………………文庆（112）·地铁与轻轨·轴箱转臂式定位节点刚度对地铁车辆动力学性能的影响……………………………………………………………刘元欣，王自力（115）成都地铁1号线车辆无人驾驶改造可行性分析………………………………………………………………………曹长琴，李冲（122）米轨现代有轨电车的独立车轮轮轴装置设计……………………………………………………葛方顺，张会杰，周业明，任利惠（126）。

第27卷第4期铁 道 学 报Vol.27　No.4 2005年8月J OURNAL OF T H E CHINA RA IL WA Y SOCIET Y August2005文章编号:100128360(2005)0420047207单轴转向架车辆动力学仿真虞大联1,　池茂儒2,　李　芾1,　傅茂海1(1.西南交通大学机械工程学院,四川成都　610031;2.中国南车集团四方机车车辆股份有限公司博士后工作站,山东青岛　266111)摘　要:常规和非常规转向架对车辆的曲线通过性能的影响进行了对比,并介绍了几种采用非常规转向架车辆的运用实例,该车辆形式因具有较好的曲线通过性能而日渐受到关注。

通过理论分析,本文提出了一种采用单轴转向架的短车体车辆模型设想,并运用多体动力学分析软件SIMPAC K对该转向架及车组的动力学性能进行了仿真模拟。

结果表明,该模型在满足运用要求稳定性的条件下,在曲线通过性能方面具有明显的优势,尤其适用于小半径曲线的轨道线路。

关键词:轨道车辆;转向架;单轴转向架;动力学仿真中图分类号:U270.11 文献标识码:ADynamics Simulation of Single2axle Bogie V ehicle ModelsYU Da2lian1,　CH I Mao2ru2,　L I Fu1,　FU Mao2hai1(1.School of Mechanical Eng.,Sout hwest Jiaotong University,Chengdu610031,China;2.Postdoctoral Workstation,CSR Sifang Locomotive&Rolling Stock Co.,Ltd.,Qingdao266111,China)Abstract:This paper compares t he influence of conventional and unconventional rail vehicle configuration mod2 els on t he st ruct ural parameters and characteristics of t he rail vehicles in curve negotiation,and present s some examples of operating t rain2set s using single2axle bogies,which p rove to have better curve negotiation perform2 ance and att ract more and more atlention,t his paper int roduces a new concept of one single2axle bogie for a shorter and broader vehicle,and analyzes t he dynamics figures by t he SIM PAC K multiple solid dynamics soft2 ware.The result s show t hat t he model gains good stability and clear curve negotiation advantages over t he con2 ventional models,and it especially suit s vehicles running on sharp curves.K ey w ords:rail vehicle;bogie;single2axle bogie;dynamics simulation 单轴转向架在降低车辆自重、缓和轨道系统的动态激扰、减少运行噪声和改善曲线通过性能方面具有先天优势,在部分国家或地区的成功运用经验为新型转向架及车辆形式的研究和开发提供了有益的启示。

文章编号:100227610(2004)0120001208单轴转向架的发展及运用现状虞大联,李　芾,傅茂海(西南交通大学牵引动力研究中心,四川成都610031)摘　要:介绍了国外城轨车辆单轴转向架的发展、试验研究和运用情况。

以目前国外成功投入运用的单轴转向架为例,分析其主要的技术特点及性能,并提出了该技术对发展我国城市轨道交通系统所具有的参考价值。

关键词:单轴转向架;发展;运用中图分类号:U270.33 文献标识码:BDevelopment of Single2Axle Bogies and thePresent Conditions of OperationYU Da2lian,L I Fu,FU Mao2hai(Traction Power Research Center,S outhwest Jiaotong University,Chengdu610031,China) Abstract:The development,test,research and operation of single2axle bogies for urban rail cars abroad are de2 scribed.With the example of the single2axle bogies that have been used successfully abroad,the main technical fea2 tures and performance are analyzed,and the referential value of the technology for the urban rail traffic system in our country is put forward.K ey w ords:single2axle bogie;development;operation1　前言转向架作为铁道机车车辆的重要组成部分,起着承载、牵引、走行和制动等重要作用,是决定列车运行安全及动力学性能最为关键的组成部分。