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内侧轴箱式转向架动力学研究

内侧轴箱式转向架动力学研究

摘要

铁路运输在运输市场中起着举足轻重的作用，为我国国民经济的发展起了很大的作用。世界各国铁路朝着高速、重载的方向发展。使诸多新结构、新材料、新工艺在铁路运输装备的设计与制造中得到了广泛的应用和发展。
对于内侧轴箱式转向架的研究主要是分析其结构特点和运行机理。再次就是根据内侧轴向式转向架的基本参数应用simpack动力学仿真软件，建立内侧轴向式转向架的动力学模型动力学分析模型,并对模型的各个组成部分进行了受力分析,建立相应的运动微分方程。其次根据建立的内侧轴箱式转向架动力学模型,对转向架的悬挂参数进行优化计算分析,得到了一组较佳的悬挂参数匹配值。最后,根据优化后得到的悬挂参数,对内侧轴箱式转向架的动力学性能进行分析和预测,并通过对内侧轴箱式转向架与传统转向架的动力学性能进行对比分析,说明内侧轴箱式转向架的优点和不足。

关键词:内侧轴箱式转向架; 低磨耗; 结构分析; 动力学仿真

Abstract

Summary of rail transport plays an important role in the transportation market, played a large role in the development of our national economy. Railway development towards the high-speed and heavy all over the world. Make lots of new structures, new materials and new techniques in railway transport equipment in the design and manufacture of a wide range of applications and development. Inner axlebox type bogies of the study is to analyze its structure and operation mechanism. Again according to the medial axis is applied to the basic parameters of the bogie simpack dynamics simulation software, establish medial longitudinal bogie dynamic model dynamic analysis model and stress analysis of the various components of the model and set up a corresponding differential equations of motion. Secondly based on the inner axlebox type bogies model calculation and analysis of suspension parameters optimization on bogie, and get a better set of suspension parameters match. Finally, according to optimized suspension parameters, an analysis of the dynamics of the inner axlebox type bogies and projections, and through to the inner dynamics of bogies with bogie axle box and traditional performance comparison, illustrate the strengths and weaknesses of the inner axlebox type bogies.

Key words: inner axlebox type bogies; Low wear; Structural analysis; Dynamic simulation

正文

1、内侧轴箱悬挂转向架的基本特点：
与传统转向架相比,内侧悬挂转向架具有许多显著的特点，其主要优点是:
（1）转向架质量及簧下质量大幅度降低,改善了动力学性能。转向架簧下质量对车辆的动力学性能和轮轨作用力都有较大的影响,簧下质量越大,动力学性能越差,轮轨作用力也越大。由于采用内侧悬挂结构,轮对质量和构架质量减轻,可以降低整体质量约30%,达到轻量化的目的,有利于改善车辆动力学性能、减小轮
轨作用力、减轻轮轨磨耗和环境污染、降低噪音等。
（2）降低轮对摇头角刚度,改善曲线通过性能。轮对的摇头角刚度是影响转向架曲线通过性能的主要因素,摇头角刚度越大,通过曲线时轮轨横向力、轮对冲角、轮轨磨耗、轮轨噪音均有不同程度的增加,反之则减小。
（3） 改善了空气弹簧的工作条件。
二系弹簧一般安装在构架的侧梁上,在使用空气弹簧作为二系悬挂时,空气弹簧的纵向变形基本能满足通过常规曲线的要求,因此二系采用空气弹簧悬挂的转向架可以采用无摇枕结构 。
（4）便于结构布置,增大车厢过道宽度,实现完全低地板结构。
2、内侧轴向悬挂转向架研究的意义
根据我国铁路中长期发展规划,在2020年前,我国将大量修建高速客运专线一些城市比较密集、较发达的地区,如长江三角洲、珠江三角洲、环渤海地区等,已开工或计划修建城际快速铁路,对新型的运输装备提出了要求。鉴于轴箱内侧悬挂转向架具有重量轻、运行低噪音、曲线通过性能好、适应线路扭曲能力强诸多优点,在国外己成功运用于城轨车辆、高速客车和货车。充分表明内侧悬挂转向架技术是成熟、可靠的,具有广阔的应用前景和生命力。在我国城轨交通系统、客运专线、城际铁路大量建设的初期,应充分利用国外的成功经验,结合我国铁路车辆发展的实际情况,高起点研制具有自主知识产权的内侧轴箱悬挂转向架,对于推动我国轨道交通系统的建设、改善城市交通拥挤状况、提高运输效率、保护环境、提高人民生活质量将具有十分重要的意义 。
3、结论
随着铁道车辆运行速度的不断提高,为了进一步提高铁道车辆运行品质,降低转向架簧下质量、改善小曲线半径通过能力、减小轮轨磨耗、降低运行噪音己成为铁道车辆的主要研究课题 。而内侧悬挂转向架在国外铁道车辆上得到了成功的应用。而我国在内侧轴箱悬挂转向架方面的研究甚少,与我国轨道交通快速发展的国情不相适应,因此,在国内率先对内侧轴箱悬挂转向架技术进行系统研究,具有较好的实际意义和工程应用价值。

参考文献
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