孟买地铁转向架与车体垂向耦合振动分析.pdfVIP

试验研究 铁道车辆 第48卷第1期2010年1月 文章编号：1002—7602(2010)01—0010—04 孟买地铁转向架与车体垂向耦合振动分析 楚永萍1，周劲松2 (1．南车南京浦镇车辆有限公司，江苏南京210031；2。同济大学铁道与城市轨道交通研究院，上海200092) 摘要：针对孟买地铁车辆，运用刚柔耦合的车辆振动模型，研究弹性车体与构架耦舍振动，分析车体弹性对平稳性 的影响。分析表明，车体刚度越大，车体弹性对平稳性的影响越小；随着转向架一系垂向刚度的增加，构架的浮沉频率会 逐步增加；通过参数优化，当构架浮沉频率与车体垂向一阶弯曲频率相近时，不会发生车体垂向弯曲共振现象。 关键词：地铁车辆；转向架；弹性车体振动；转向架刚性振动；耦合振动 中图分类号：U270．331文献标识码：B 南车南京浦镇车辆有限公司为印度孟买地铁1号 为E，截面惯性矩为f，内滞阻尼系数为肛。运用梁的 线提供的车体为全焊不锈钢结构，转向架为低合金钢 弹性振动理论，考虑车体的刚体振动后，车体的振动偏 板焊接构架、转臂定位、单元式盘形制动无摇枕结构。 微分方程为； 在进行模态分析与动力学分析计算时发现，车体的一 E-笔产Ⅵ麓铲+P鼍笋= 阶垂向弯曲振动频率与转向架的浮沉频率十分接近， 不符合通常规定的频率差要求。本文将从转向架与车 ． P1艿(z—11)+P28(x—12)(1) 体垂向耦合振动方面来分析是否有必要进行调整而达 式中：P，——前转向架作用在车体上的力； 到频率差要求。 P。——后转向架作用在车体上的力； 1 考虑车体弹性的垂向动力学模型 数； 本文采用的刚柔耦合垂向动力学模型如图1所 l。，12——前转向架和后转向架支点距车体端部 示[1]。模型中主要自由度包含了车体、构架和轮对的 的距离； 浮沉振动，车体、转向架的点头振动及车体的一阶垂向 az(z，￡)／a工——车体垂向弯曲振动位移沿车体 弯曲振动。假设轮对紧贴钢轨，其垂向位移为轨道不 长度方向的偏导数。 平顺。为了方便研究，假设车体为均质等截面欧拉梁， 2车体弹性对运行平稳性的影响分析 位移向上为正，车体前进的方向为z坐标正向。 假设轨道不平顺为AAR5级谱呻]，垂向不平顺 l !- 的频域谱如图2所示。图3、图4分别为弹性车体及 L _ - 刚性车体中部和转向架上方的车体加速度响应功率 ‘’～一…一…一I一．一：lⅥ+_呻=二：． 谱，计算速度为80km／h。可以看到，垂向弯曲的弹性 振动占有较大的能量成分。 图1刚柔耦合垂向动力学模型 将车体视为弹性均质欧拉梁时，假设车体的垂向 振动位移为z(x，￡)，其单位长度的质量为|0，弹性模量 一。毒_t^备v-、整*骨曩牛K星蝴麓蕃 囊事，1Il 收藕日期：2009-06—15I修订日期：2009—08一】7 作者简介：楚永萍(1958一)，女，高级工程师(教授级)。 圈2垂向轨道不平颠谱 ·j0· 万方数据 孟买地铗转向架与车体垂向耦合振动分析楚永萍，周劲松 ^I^IIl丘t_-j一一、奢鼍挥鹫麓晨褂鬻