高速车辆论文：高速车辆动力学性能评价方法研究.doc

高速车辆论文：高速车辆动力学性能评价方法研究 【中文摘要】近年来,我国高速铁路得到了飞速发展,这对车辆系统动力学性能提出了越来越高的要求。如何提高车辆的运动稳定性、运行平稳性和曲线通过性能,是研制高速列车的关键,其中横向运动稳定性作为列车安全运行的首要问题之一,一直为人们所关注。一旦车辆系统出现了蛇行失稳,运行品质将急剧恶化,运行平稳性大大降低,并导致轮轨间强烈的相互作用,对线路造成严重危害,甚至会引发脱轨。因此,对高速车辆横向稳定性的评定具有极为重要的意义。我国高速铁路技术水平已经达到了世界领先水平,然而,要想成为真正的高速铁路强国,除了需要加强高速列车基础理论研究和提升技术创新能力以外,必须建立完善的高速列车设计规范和标准体系,而动力学性能的评价标准体系关系到高速列车运行的舒适、安全和可靠,必须尽快加以完善。本文就是针对高速车辆系统动力学性能的评价问题开展深入的研究。本文用SIMPACK软件建立了高速车辆非线性动力学模型,为了便于进行不同速度下的车辆系统横向稳定性分析,通过改变抗蛇行减振器参数事先设定了三种工况。采用极限环评判方法得到对应的蛇行失稳临界速度分别为251km/h、301km/h和351km/h,同时应用TSI L84构架加速度幅值、UIC515构架加速度幅值、构架和轮对加速度均方根值以及轮轨导向力均方根值五种方法进行三种工况横向稳定性的评判,并得到了相应的临界速度值。结果表明,采用TSI L84构架加速度幅值评判得到的临界速度高于极限环方法,而采用轮轨导向力均方根值、构架和轮对加速度均方根值和UIC515构架加速度幅值评判得到的临界速度在速度高时往往要低于极限环方法,其中采用轮轨导向力均方根值评判得到的临界速度对于工况二和工况三最低。对于TSI L84标准规定的构架加速度幅值评判方法,通过仿真分析,建议将其滤波频率3-9Hz改进为2-9Hz,以覆盖低于3Hz的蛇行失稳频率,使评判结果更加准确。最后,对高速车辆蛇行失稳后的脱轨安全性和运行平稳性进行了分析。采用运行平稳性指标、舒适度指标和振动加速度进行了高速车辆运行平稳性的评定,并进行了各方法的对比分析。进行了高速车辆运行安全性的评定,并对脱轨系数、轮重减载率、轮轨垂向力和横向力等评价指标进行了对比分析。 【英文摘要】High-speed railway in China has been developing rapidly for the last few years, and higher dynamic performance is required for the vehicles as the speed increases. How to raise vehicle running stability and improve ride comfort and curving performance is very important for the development of high-speed trains, among which the lateral stability, one of the key factors for safe operation, is paid high attention by researchers. Once the vehicle hunting motion appears, the quality of operation will be worsen sharply and the ride performance will be affected. Further, serious wheel/rail interaction may cause track or even derailment. Therefore, it is of great significance to evaluate the lateral stability of high-speed vehicles.The technologies of high-speed railways in China now are in the global leading positions. However, in order to become the real power for high speed railways, except to strengthening the basic research and raising of the technology innovating ability for high speed trains, we must establish an entire set of