动车组动力学性能与一系垂向减振器参数关系研究
- 格式：pdf
- 大小：1.40 MB
- 文档页数：5
下载文档原格式
合集下载
高铁车辆悬挂系统动力学性能分析
高铁车辆悬挂系统动力学性能分析悬挂系统是高铁车辆中至关重要的部分，它承担着保证乘客乘坐舒适度和列车行驶稳定性的重要任务。
本文将对高铁车辆悬挂系统的动力学性能进行分析。
一、悬挂系统的概述悬挂系统是连接车体和轮对的部件，它通过减震和支撑功能，使乘客在列车运行过程中感受较小的振动。
悬挂系统的形式多种多样，包括钢板弹簧悬挂、气弹簧悬挂等。
二、悬挂系统对列车行驶性能的影响悬挂系统对高铁列车的行驶性能有着重要的影响。
首先，悬挂系统能够吸收车辆与轨道之间的不平衡冲击，从而保证列车在高速行驶过程中的平稳性。
其次，悬挂系统还能够提高列车的牵引力和制动力，提高列车的加速性和刹车性能。
同时，合理的悬挂系统也可以降低列车的运行噪音和对轨道的磨损。
三、悬挂系统的动力学分析方法为了分析悬挂系统的动力学性能，一种常用的方法是利用车辆悬挂系统的动力学模型进行仿真分析。
这种方法可以通过计算机模拟列车在不同条件下的运行情况，以评估悬挂系统对列车行驶性能的影响。
四、悬挂系统的参数优化悬挂系统的参数对列车的动力学性能有着重要的影响，因此，对悬挂系统的参数进行优化是提高列车行驶性能的关键。
参数优化的目标是使列车在各种运行条件下都能保证较好的舒适性和稳定性。
在参数优化过程中，需要考虑的因素包括钢板弹簧的刚度、气弹簧的压力以及减震器的阻尼等。
五、现有悬挂系统的改进方向尽管目前的高铁列车悬挂系统已经具备了较好的动力学性能，但仍然存在一些改进的空间。
例如，可以采用主动悬挂系统来进一步提高列车的运行稳定性和行驶舒适性。
主动悬挂系统通过实时调节悬挂系统的参数，可以更好地适应不同的运行环境和路况。
六、悬挂系统与列车运行安全的关系悬挂系统的性能与列车的运行安全密切相关。
一个良好的悬挂系统可以提高列车的稳定性和抗风能力，减少发生事故的概率。
因此，在高铁车辆的设计和制造过程中，要充分考虑悬挂系统的动力学性能和安全性。
总结：高铁车辆悬挂系统的动力学性能对列车行驶的舒适性和稳定性起到至关重要的作用。
第九章 机车车辆垂向动力学
3.
在共振点处，为使振幅不增加，必须使A激=A减
于是有 πkaZ t = πqZ t2 p ⇒q= ⇒D= ka k = pZ t pγ (Q γ = Zt ) a
q q k 1 1 = = = ( 与从运动学得出的公式 D = 比较) 2 2 qc 2 Mp 2 Mp γ 2γ 2 γ −1 上式在相对阻尼率D很小的情况下成立，因这里没有计入减振力本 身引起的挠度变化。
③当η < 2 时， ⇒ D ↑→ δ ↓ ，即阻尼增加，加速度下降（减小）。
19
结论四：对超临界速运行的机车车辆，D应选小一些，即D取0.2～ 0.25；而对亚临界速运行的机车车辆，D应选大一些，即D取0.3～ 0.4——主要目的是：减小动力作用（即减小振动加速度幅值）。
又 Q Zp 2 = δ (aω 2 ) ∴ 在同样的阻尼下， 自振频率愈低，则振动时车体的加速度愈小。
L vc ≈ 2 f0 (m / s )
1
④
可见：只要使机车车辆实际运行v＜vc（亚 0 临界）或v＞vc （超临界），就可以避免共振。
1
2
η
8
6. 共振建立过程
① 由方程的通解
z = A cos ωt + B sin ωt +
令初始条件t=0时，z=0，dz/dt=0 则可得：
a sin pt 2 1− ( p / ω)
12
••
•
13
A.
由此可得下述两个结论： 结论一：自振振幅 Ae − βt 随时间按等比级数衰减。 自振振幅随着时间增长而衰减，经过一个周期后，振幅比为：
Z t0
Ae − βt0 βT 2πβ / ω ' = =e =e − β ( t 0 +T ) Z t1 Ae
新型动力设备隔振减震器力学性能研究
新型动力设备隔振减震器力学性能研究
冯玉龙;王同龙;王德才;完颜健飞;王成建
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2024(43)10
【摘要】隔振器可有效降低动力设备工作产生的高频振动,但低频地震下设备隔振器位移响应较大。
将碟形弹簧和环形摩擦套筒分别作为竖向隔振和耗能单元,竖向耗能单元内设置振动间隙实现正常使用隔振和地震时减震的两阶段机制,形成一种新型动力设备隔振减震器。
基于理论分析给出了隔振减震器的设计流程,并进行了算例设计,采用ABAQUS软件进行了隔振减震器的静力性能分析和动力设备整体系统的动力性能分析。
结果表明:提出的隔振减震器及其系统的数值模拟与理论计算结果吻合较好;设计算例实现了设备正常工作时仅隔振、地震作用下耗能单元启动的两阶段隔振减震机制;竖向耗能单元使得设备竖向地震位移响应减小超过50%,水平向耗能单元使隔振减震器水平地震剪力减小超过80%,降低了隔振减震器地震倾覆和破坏的风险。
【总页数】9页(P64-72)
【作者】冯玉龙;王同龙;王德才;完颜健飞;王成建
【作者单位】合肥工业大学土木与水利工程学院;合肥工业大学建筑与艺术学院;中国建筑第七工程局有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU391
【相关文献】
1.动力设备周围阻振质量闭式回路隔振特性研究
2.新型钢丝绳隔振器力学性能试验与仿真研究
3.船舶动力设备机械双层混合隔振自适应控制研究
4.碟簧-单摩擦摆三维隔震(振)装置力学性能及隔震(振)效果研究
5.动力设备扰力下的排桩隔振效果研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
200kmh动车组动力学性能的仿真研究
200km/h动车组动力学性能的仿真研究2007-11-11 00:35:58| 分类：行业应用| 标签：|字号大中小订阅发表时间：2005-5-11 王成国 Hiroaki ISHIDA 来源：摘要: 本文是中国铁道科学研究院（CARS）和日本铁道综合技术研究所（RTRI）进行200km/h动车组动力学仿真的合作研究工作。
CARS采用MSC.ADAMS和NUCARS通用程序，RTRI采用自行研发的程序。
仿真计算的车辆结构参数由CARS根据实际应用情况提出，采用实际测量的线路不平顺数据。
通过仿真计算和北京环形试验线的动力学性能检测试验，检查确认单车动力学模型，讨论不同仿真模型和不同解析方法对于车辆动力学仿真结果的影响。
基于ADAM/Rail模板产品建模技术，建立6车动力学模型，并在车辆之间设置纵向减振器。
应用批处理方法对多车模型进行计算分析，研究纵向减振器对200km/h动车组动力学性能的影响。
研究认为, 纵向减振器可以改善200km/h动车组的横向动力学性能。
关键词: 200km/h动车组动力学模型数值仿真车间减振器1 前言目前,车辆系统动力学的仿真计算大多采用单车模型。
实际上，铁道车辆是以列车编组方式运行的，而且高速列车的车辆间越来越多的安装各种减振连接装置。
因此，建立可靠实用的多车模型是当前铁道车辆系统动力学仿真研究的重要工作。
中国铁道科学研究院（CARS）和日本铁道综合技术研究所（RTRI）在1999-2003年期间进行“高速车辆运行仿真”的合作研究，中国浦镇车辆厂和唐山车辆厂参加了该项目的工作。
在合作研究中，CARS和RTRI 对建立车辆系统动力学仿真模型的基本理论和建模方法进行了充分交流和讨论。
在确认单车动力学模型的基础上，CARS采用MSC.ADAMS和NUCARS程序，RTRI采用自行研发的程序，以200km/h客车转向架的实际运用为目的，采用完全相同的车辆参数和实测的线路几何不平顺数据，各自完成了6辆车的多车模型动力学仿真计算。
动力吸振器对车辆垂向振动能量及悬架性能的影响
振动与冲击JOURNALOFVI/RATIONANDSHOCK第39卷第22期Vol.39No.222020动力吸振器对车辆垂向振动能量及悬架性能的影响白世鹏，侯之超(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京100084)摘要：研究了布置在不同位置处动力吸振器对车辆垂向振动耗散功率及悬架性能的影响。
以考虑轮胎阻尼的1/4车辆垂向动力学模型为基础，分别对簧上质量和簧下质量匹配动力吸振器,构建了两种带吸振器的车辆模型。
针对简谐路面激励和随机路面激励，定义了指标参数，分别用于评价悬架性能和系统的耗散功率。
据此开展仿真计算,从幅频特性和响应均方根两方面分析了吸振器的影响。
结果表明:对于两种路面激励,簧上吸振器侧重于提升车辆的悬架性能，而簧下吸振器可以吸收更多的振动耗散能量;另一方面,对于随机激励，两处吸振器均不改变车辆的总体耗散功率。
关键词：动力吸振器"DVA)；振动能量;车辆垂向动力学;轮胎阻尼中图分类号：TH113.1文献标志码：A D0I：10.13465/j.oki.jvs.2020.22.023Impact of dynamic vibration absorbers on vehicle vertical vibration energy andsuspension performances[AD Shipeng，)0M Zhichao(State Key Laboratoc of Automotive Siety and Energy，Tsinghua University，Beijing100084，China) Abstract:The variation of vehicle vemicot vibration enercy and suspension pemomnancas was addressed when a dynamic vibration absorber(DVA)was adopted at di-yyt positions.Based on a qudrtyBor model with tire damping taken into account，two vehicle models were constructed when the DVA was matched to the sprung mass or the unsprung mass.Rysding the road excitation as siepta harmonic or random，indexes were respectivvly defined to evaluata suspension peirmancas and dissipated power during vehicle vibration.Numyicot sieulations were then conducted so as to reveal the iepact of the DVAs in teens of system amplitude-Bequency characteCsticr and the root mean square vs I uvs of the dynamic response.The results with both road excitations show that the sprung-DVA is more efiicient in improving suspension pyformneas,white the unspcmg-DVA absorbs more dissipied viVration enercy.For the random excitation on the other hand,either of the introduced DVAs wilt not change the overall dissipated enercy.Key woirt：dynamic vibration absorber"DVA)；viVration enercy；vehicle verticol dynamicr;tire damping动力吸振器在车辆系统及其部件的减振中有较为广泛的应用［1"3］&对于传统的内燃发动机汽车，吸振器常用来改善车辆平顺性与轮胎接地性能［4-5］&近年来，对于轮毂驱动电动汽车，有学者从仿真角度探索应用吸振器克服较大簧下质量带来的不利影响［6"7］&这些研究分别对车身或底盘部件设置吸振器&不过迄今尚未见到文献从车辆整体的振动耗散功率的角度探讨吸振器布置位置带来的影响。
B_(0)B_(0)-B_(0)B0轴式重载高速转向架群动力车的动力学性能预测
———————————————收稿日期：2020－06－05B 0B 0-B 0B 0轴式重载高速转向架群动力车的动力学性能预测尹智慧1，王家鑫1，王淇1，周强*,2，胡晨2（1.中车唐山机车车辆有限公司，河北 唐山 063000； 2.西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，四川 成都 610031）摘要：介绍了一种重载高速转向架群动力车的主要结构特点，基于动力车的主要技术参数，通过SIMPACK 建立了动力车的多体动力学计算模型，对空车（AW0）和满载（AW3）两种工况下的整车动力学性能进行了计算分析，主要包括车辆的稳定性、平稳性和曲线通过安全性，并按照铁道车辆相关评定标准对其总体性能作出了评价。
研究表明：B 0B 0-B 0B 0轴式重载高速转向架群动力车具有优良的直线动力学性能和曲线通过性能，能够实现在既有客运线路上的高速运行。
关键词：B 0B 0-B 0B 0轴式；转向架群；动力车；动力学性能 中图分类号：U266.2 文献标志码：Adoi ：10.3969/j.issn.1006-0316.2021.03.007文章编号：1006－0316 (2021) 03－0039－07Dynamic Performance Prediction of B 0B 0-B 0B 0 Wheelset Arrangement Heavy-Load andHigh-Speed Bogie-Group Power CarYIN Zhihui 1，WANG Jiaxin 1，WANG Qi 1，ZHOU Qiang 2，HU Chen 2( 1.CRRC Tangshan Co., Ltd, Tangshan 063000, China;2.State Key Laboratory of Traction Power, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China ) Abstract ：The main structural characteristics of a heavy-load and high-speed bogie-group power car are introduced. Based on the main technical parameters of the power car, the multi-body dynamic calculation model of the power car is established through SIMPACK. The dynamic performance including the stability, riding quality and curving performance of the whole vehicle under two working conditions of empty vehicle (AW0) and full load (AW3) is calculated and analyzed, and the overall performance of the vehicle is evaluated according to the relevant evaluation standards of railway vehicles. The results show that the B 0B 0-B 0B 0 wheelset arrangement heavy-load and high-speed bogie-group power car has excellent linear dynamic performance and curving performance, and can realize high-speed transportation on existing passenger lines. Key words ：B 0B 0-B 0B 0 wheelset arrangement ；bogie-group ；power car ；dynamic performance提升重载机车货运能力的主要方式有两种：增大轴重和增加轴数。
改变机车悬挂参数改善机车垂向动力学性能
改变机车悬挂参数改善机车垂向动力学性能
王坤全
【期刊名称】《资厂科技》
【年(卷),期】2005(000)001
【摘要】资阳机车厂引进美国GM公司径向转向架技术生产的DF8B机车在铁科院机车动力学性能评估试验中，机车安全性、稳定性指标均通过评估标准，平稳性指标中的横向动力学指标较好而垂向振动加速度1项未能达标。
为此经过多次计
算分析和试验，最终确定了改变一系、二系悬挂参数、降低垂向减振器最大卸荷点和改变制动单元的平衡支板间隙。
通过这些措施大幅度降低了机车垂向振动加速度，使机车在动力学补充试验中垂向振动加速度达到良好指标。
【总页数】6页(P13-18)
【作者】王坤全
【作者单位】资阳机车厂技术中心
【正文语种】中文
【中图分类】U262.3
【相关文献】
1.采用径向转向架技术改善重载提速货运机车动力学性能和牵引性能 [J], 王坤全;谢青
2.矿用电机车动力学性能计算分析——井下大吨位电机车动力学计算分析 [J], 刘
志兵
3.矿用电机车动力学性能计算分析——井下大吨位电机车动力学计算分析 [J], 刘
志兵
4.电机驱动装置悬挂参数对“弹性架悬”机车动力学性能的影响 [J], 梁炜昭;陈清
5.悬挂参数对250km/h高速机车横向动力学的影响 [J], 何皋;陈清
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
轨道车辆走行部一系垂向阻尼元件故障诊断
轨道车辆走行部一系垂向阻尼元件故障诊断胡晓依;孙丽霞【期刊名称】《振动．测试与诊断》【年(卷),期】2013(0)S2【摘要】研究了如何将基于车辆动力学模型和动力学响应信号处理技术相结合的故障诊断方法应用于轨道车辆走行部一系垂向阻尼元件的故障检测和诊断。
首先,建立了轨道车辆垂向动力学模型,将其转化为利于故障检测的状态空间模型,利用Kalman滤波技术对该状态空间模型的状态变量进行最优估计;然后,根据系统新息的加权残差平方和(weighted sum squared residual,简称WSSR)实时检测系统的工作状态。
一旦检测到系统发生故障,应用信号处理技术对系统观测信号进行时、频分析,提取敏感故障特征因子,根据该因子识别出系统故障发生的部位。
仿真试验结果表明,基于模型和信号处理技术相结合的故障诊断方法对于轨道车辆一系垂向阻尼元件动力学故障的诊断是可行、有效的。
【总页数】6页(P148-151)【关键词】轨道车辆;故障诊断;信号处理;Kalman滤波器;车辆动力学模型【作者】胡晓依;孙丽霞【作者单位】中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心【正文语种】中文【中图分类】U270.3【相关文献】1.铁道车辆一系悬挂垂向变阻尼系统的开发 [J], Yoshiki SUGAHARA;王立国2.基于轨道车辆频域模型的二系垂向悬挂元件状态监测 [J], 李海涛;王成国3.上海轨道交通车辆一系垂向减振器支撑座裂纹成因分析 [J], 丁亚琦4.轨道车辆一系垂向减振器劣化辨识方法研究 [J], 姜良奎;卢昌宏;方柳川5.虚拟轨道车辆二系垂向刚度和阻尼对车辆平稳性和可控性的影响分析 [J], 赵昀陇;池茂儒;贾鹏;张成铭;于忠建;代亮成因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高速动车转向架动力学性能SIMPACK仿真建模与分析
高速动车转向架动力学性能SIMPACK仿真建模与分析张孟;张轮;罗意平;董德存【摘要】针对高速动车转向架动力学性能的影响因素缺乏综合分析,提出一种基于SIMPACK的高速动车转向架动力学性能仿真建模与分析方法.以高速动车安全舒适运行需求为目标,根据高速试验列车客车强度及动力学性能规范,构建高速动车转向架动力学性能评定的指标,并研究基于SIMPACK的转向架动力学性能仿真评价及其实现流程.以CRH2型动车组为例,建立其转向架及车体的动力学仿真模型,具体分析四类车轮踏面类型和五类一系及二系悬挂系统等主要影响因素,提取CRH2型高速动车稳定及平稳运行的重要特征参数,为高速动车组转向架的动力学设计及优化提供支持.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2015(018)010【总页数】6页(P36-41)【关键词】高速动车;转向架;动力学性能;评定指标;SIMPACK仿真【作者】张孟;张轮;罗意平;董德存【作者单位】同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,201804,上海;同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,201804,上海;中南大学交通运输工程学院,410075,长沙;同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,201804,上海【正文语种】中文【中图分类】U260.331;U266.2转向架直接承载车体自重和载重，引导车辆沿轨道运行同时保证车辆顺利通过曲线，是高速动车最重要的部件之一，其动力学性能的好坏直接决定了高速列车运行的稳定性、平稳性和安全性。
在未来5～10年内，我国高铁将达 1.8 万 km，国内市场对高速动车的需求量巨大。
掌握高速动车组转向架的动力学性能分析方法和重要特征参数分布特性，已成为高速动车行业关键装备制造、转向架动力学设计优化及运营服务升级中亟待解决的问题。
国内外对铁道车辆转向架动力学性能分析的研究主要分为两类，其分别基于数值计算或计算机仿真对转向架动力学性能进行评估。
铁道客车系统的垂向减振分析
m- 1) m- 1)
方程 ( 1) 、方程 ( 2) 中的 z r 为轨道激励, 二 到四位轮对的时间滞后为 2b 2L 2( b + L ) 1 = , 2= , 3= v v v
图2 客车系统的幅频特性曲线
( 6)
2
客车系统自振频率及共振速度
客车系统的自振频率或称固有频率 , 以及在线
也可采用近似的解析方法得到客车系统的自振 频率, 不考虑各刚体运动的耦合作用以及悬挂系统 的阻尼。进行车体自振频率计算时, 由于构架质量 与车体相比很小, 可忽略, 这样一、二系悬挂刚度 可看成是串联的。进行构架浮沉自振频率计算时, 可将一、二系悬挂刚度看成是并联的 , 车体不动。 而对于构架的点头 , 只是一系悬挂起作用。 车体的浮沉和点头自振频率计算公式为 f cv = 1 k1 k2 , mc ( 2 k1 + k2 ) k1 k2 I c ( 2 k1 + k2 ) ( 7)
激励有时间滞后, 采用变步长四阶龙格 行方程求解。 图 3 所示为车速在 50, 150, 250 km
有无吸振器情况下车体浮沉振动放大系数的比较, 轨道激励的波长范围 为 1~ 100 m 。由结果 可知, ( 9) 引起车体浮沉振型的轨道 1, 2 阶共振波长在 18 m 和 9 m 附近 , 约为车辆定距长度或之半 , 由于车 辆系统阻尼的影 响, 车速 v 越高 , 共振波 长会越 大。从图中还可看出, 车速越高 , 对应于轨道各阶 共振波长的车体浮沉振动放大系数越小, 说明高频 减振效果 越好。 当轨道 激励 波长 达到 100 m 后, 动力放大系数会很大, 且车速越高值越大 , 说明车 辆系统低频的减振能力较低。对于动力吸振器 , 其 对车体的减振作用局限在一定频率范围, 高频 ( 短 波长) 和低频 ( 长波长 ) 的减振效果较小。 图 4 为车速 50, 150, 250 km h- 1 和轨道激 ( 11) 励波长范围 1~ 100 m 情况下 , 动力吸振器与车体 浮沉相对位移放大系数的计算结果。由图可知 , 当 轨道激励波长小于 35 m 时, 车速越高 , 吸振器放 大系数越小 ; 反之 , 当波长大于 35 m 后 , 放大系 ( 12) 数则越大。 当轨道波长为共振波长 18 m 、车速为 50~ 300 km h ( 即激振频率为 0 77~ 4 63 H z) 时, 动 力吸振器的质量、刚度和阻尼变化对车体浮沉放大 系数的影响列于表 3 速度低于 200 km h 表 5。由表可知 , 吸振器在
高速列车运行的动力学与振动特性
高速列车运行的动力学与振动特性随着科技的不断进步，高速列车在现代交通领域扮演着重要的角色。
高速列车运行的动力学和振动特性对于安全性、舒适性以及运行效率都起着关键作用。
本文将探讨高速列车的动力学原理和振动特性，以及与之相关的工程技术。
一、动力学原理1.1 高速列车的驱动系统高速列车的驱动系统通常采用电力驱动，主要由电机、变速箱和牵引装置组成。
通过电力系统，驱动力可传递到车轮上，推动列车行驶。
在高速列车的动力学中，电机功率、转速和扭矩的变化对于列车的加速度和速度至关重要。
1.2 列车的牵引力列车的牵引力是推动列车前进的力量，可以通过列车的加速度和质量来计算。
根据物理公式 F=ma，其中 F 为牵引力，m 为列车质量，a为列车的加速度。
牵引力与列车的机械传动系统和电力系统紧密相关，需要综合考虑列车的加速度需求和能耗优化。
二、振动特性2.1 高速列车的振动源高速列车运行时会产生多种振动源，包括轮轨交互力、空气动力学和车体弯曲等。
其中，轮轨交互力是最主要和最常见的振动源。
当列车通过轨道时，车轮与轨道之间会产生相互作用力，从而引起列车的振动。
为了减少振动对乘客和列车结构的影响，需要对振动源进行有效控制和管理。
2.2 振动对列车的影响振动对高速列车的运行安全性、乘坐舒适性和运行效率都有直接影响。
过大的振动会增加列车的磨损和疲劳，甚至导致部件的故障。
同时，振动也会对乘客的乘坐舒适度产生负面影响，给乘客带来不适。
为了减小振动对列车的影响，需要对列车的结构和悬挂系统进行合理设计和优化。
2.3 振动控制技术为了控制和减小振动，高速列车采用了多种振动控制技术。
其中，主动控制和减振系统是常见的振动控制手段之一。
通过传感器和控制系统，可以实时监测和调节列车的振动状态，减少振动传递到车体和乘客区域。
此外，合理的结构设计和轮轨系统优化也可以改善列车的振动特性。
三、工程技术3.1 材料与结构优化在高速列车的设计中，采用轻量化材料和优化的结构是关键。
CRH2动车组空气弹簧垂向力学性能分析
CRH2动车组空气弹簧垂向力学性能分析空气弹簧属于具有自适应性弹性元件，刚度可随载荷的变化而适当调节。
目前随着铁道车辆轻量化、高速化发展，空气弹簧发展与应用前景更为广阔了。
我国的CRH系列动车组也均采用了空气弹簧作为二系悬挂。
在以往的研究中往往将胶囊内的气体压力简单处理为胶囊内壁压力，本文在计算过程中采用空气单元模拟胶囊内空气。
研究以CRH2动车组空气弹簧为研究对象，采用ABAQUS有限元软件分析其垂向刚度。
1 空气弹簧非线性成分分析1.1 橡胶材料计算模型空气弹簧的胶囊是空气弹簧的主要承载部件，是由交叉的多层帘线层和橡胶层组成的复合材料结构，是典型的非线性材料。
空气弹簧中的下座橡胶堆部分和胶囊部分都采用了橡胶材料。
在计算过程中假设空气弹簧系统中橡胶材料的体积是不可压缩的，并且在实际情况下胶囊和橡胶堆的橡胶材料实际变形不是很大，故可采用Mooney-Rivlin模型。
（1）1/ 5（2）（3）式中：C10，C01为超弹性材料参数；I1，I2为第1和第2应变常量；λ1，λ2，λ3为3个主拉伸方向的伸长量。
1.2 帘线的处理研究空气弹簧胶囊铺层中的帘线层数为2层。
帘布层作为空气弹簧的主要承载部分，采用高强度的纤维尼龙材料。
在本文分析模型中，胶囊模型采用壳体单元，帘线层采用rebar单元，帘线层相对于胶囊子午线方向分别成8°和-8°布置，帘线层厚度为1mm，帘线横截面面积为1mm2，在壳体内的间距为3.5mm，rebar单元材料选取16Mn钢，杨氏模量为0.21Mpa，泊松比0.3。
1.3 气体单元在动车组实际运行中，簧上质量的变化改变了胶囊的形状，进而改变了胶囊内部气体的压力，从而实现支反力和载荷的动态平衡，保证了乘坐舒适性。
在本文研究中，假设胶囊内的气体为理想气体，并且温度是恒定不变的，即等温变化。
由理想气体方程：（4）式中，P-气压，V-容积，n-摩尔数，R-气体常数，T-温度。