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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
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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
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