蛇行

100081）抗蛇行減振器作為機(jī)車(chē)車(chē)輛二系懸掛系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，對(duì)高速動(dòng)車(chē)組運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性至關(guān)重要［1］。目前，抗蛇行減振器在一、二級(jí)修（運(yùn)用修）中主要是進(jìn)行目視外觀(guān)檢查，高級(jí)修時(shí)需要進(jìn)行拆解維修或報(bào)廢處理。若在高級(jí)修中的三、四級(jí)修時(shí)抗蛇行減振器的性能尚能夠滿(mǎn)足實(shí)際的使用要求，過(guò)早的拆解檢修甚至報(bào)廢換新無(wú)疑增加了運(yùn)用成本。若能夠根據(jù)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)數(shù)據(jù)，與抗蛇行減振器狀態(tài)參數(shù)建立映射關(guān)系，進(jìn)而判斷其服役性能狀態(tài)具有顯著的工程應(yīng)用價(jià)值。為準(zhǔn)確模擬抗蛇行減振器的劣化性

出現(xiàn)周期性的橫向蛇行運(yùn)動(dòng)。蛇行穩(wěn)定性是車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)非常重要的研究領(lǐng)域之一，蛇行運(yùn)動(dòng)臨界速度決定了車(chē)輛最高運(yùn)行速度，也是保證車(chē)輛安全運(yùn)行的前提［1］?？?span id="j5i0abt0b" class="hl">蛇行減振器作為車(chē)輛二系懸掛的重要元件之一，能夠增加車(chē)體和轉(zhuǎn)向架之間的回轉(zhuǎn)阻尼，從而抑制車(chē)輛系統(tǒng)蛇行運(yùn)動(dòng)，大幅度提高車(chē)輛臨界速度，使得車(chē)輛運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性得到極大改善，保證車(chē)輛安全運(yùn)行［2］。因此，抗蛇行減振器的阻尼特性及剛度特性是影響車(chē)輛臨界速度的關(guān)鍵，研究其動(dòng)態(tài)特性與車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的關(guān)系在實(shí)際工程應(yīng)用中具有極其

031)0 引言蛇行運(yùn)動(dòng)是車(chē)輛動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的核心問(wèn)題之一，車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生收斂較慢的小幅蛇行或者劇烈的大幅蛇行都會(huì)嚴(yán)重地影響車(chē)輛運(yùn)行安全，因此對(duì)車(chē)輛小幅蛇行和大幅蛇行的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)都至關(guān)重要。學(xué)者們通過(guò)大量的理論研究總結(jié)出輪軌參數(shù)和懸掛系統(tǒng)參數(shù)對(duì)車(chē)輛系統(tǒng)蛇行運(yùn)動(dòng)的影響規(guī)律[1-5]。在這些理論研究的成果上，更多的學(xué)者致力于探索如何將這些成果應(yīng)用到高速列車(chē)蛇行監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。宋興武[6]提出橫向位移峰值方法(LMP)，通過(guò)計(jì)算輪對(duì)和構(gòu)架的橫向加速度確定輪對(duì)橫移量的峰

為研究的重點(diǎn)?？?span id="j5i0abt0b" class="hl">蛇行減振器作為高速機(jī)車(chē)重要組成部件之一，對(duì)抑制轉(zhuǎn)向架蛇行、提高機(jī)車(chē)臨界速度和改善乘客舒適性具有重要影響[3-11]。針對(duì)抗蛇行減振器的布置方式和參數(shù)分析成為轉(zhuǎn)向架橫向動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的重要工作。國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)抗蛇行減振器參數(shù)進(jìn)行了大量研究，充分說(shuō)明了合理選擇抗蛇行減振器參數(shù)的重要性。姚遠(yuǎn)等[12]針對(duì)高速列車(chē)27 自由度線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)模型，以2種輪軌接觸狀態(tài)下橫向穩(wěn)定性為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)抗蛇行減振器阻尼和關(guān)節(jié)剛度進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化并挖掘其匹配和影響規(guī)律。白

行了大量的研究。蛇行運(yùn)動(dòng)是軌道車(chē)輛的特有現(xiàn)象，蛇行運(yùn)動(dòng)臨界速度是衡量車(chē)輛橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)[3]。Zhang等[4]建立了二自由度輪對(duì)橫向動(dòng)力學(xué)模型，給出了輪對(duì)系統(tǒng)的分岔圖、相圖、龐加萊截面和李雅普諾夫指數(shù)，并研究了車(chē)輪踏面錐度對(duì)Hopf分岔類(lèi)型的影響。Yan等[5-6]建立了轉(zhuǎn)向架橫向模型，研究了等效錐度的變化對(duì)線(xiàn)性和非線(xiàn)性臨界速度的影響。Dong等[7]建立了半車(chē)橫向模型，發(fā)現(xiàn)了車(chē)輛系統(tǒng)存在亞臨界和超臨界Hopf分岔，并通過(guò)根軌跡法求解了Hopf

曾 柯商用車(chē)蛇行試驗(yàn)有效標(biāo)樁區(qū)選取對(duì)試驗(yàn)結(jié)果不確定度的影響曾 柯（招商局檢測(cè)車(chē)輛技術(shù)研究院有限公司，重慶 401122）為確保蛇行試驗(yàn)有效標(biāo)準(zhǔn)區(qū)的準(zhǔn)確選取，研究對(duì)比了峰值標(biāo)記和光電觸發(fā)標(biāo)記兩種蛇行試驗(yàn)有效標(biāo)樁區(qū)選取方法，通過(guò)仿真和試驗(yàn)比對(duì)兩種方法蛇行通過(guò)車(chē)速的準(zhǔn)確性，發(fā)現(xiàn)光電觸發(fā)標(biāo)記法計(jì)算得到的車(chē)速比峰值標(biāo)記法更為準(zhǔn)確，并且光電觸發(fā)標(biāo)記方法可顯著提升基準(zhǔn)車(chē)速下試驗(yàn)結(jié)果不確定度，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。商用車(chē)；蛇行試驗(yàn)；有效標(biāo)樁區(qū)；不確定度；光電觸發(fā)標(biāo)記；峰值

輛，即使未安裝抗蛇行減振器，也能在運(yùn)行中保持良好的動(dòng)力學(xué)性能。但當(dāng)運(yùn)行速度提高到120 km/h時(shí)，未安裝抗蛇行減振器的地鐵車(chē)輛在動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)中出現(xiàn)了橫向平穩(wěn)性超標(biāo)現(xiàn)象。根據(jù)文獻(xiàn)[1-2]的研究結(jié)果，隨著列車(chē)運(yùn)行速度的提升，車(chē)輛的橫向平穩(wěn)性上升十分明顯。該問(wèn)題往往與車(chē)輪磨耗后車(chē)輛的穩(wěn)定性不足有密切的關(guān)聯(lián)。未安裝抗蛇行減振器當(dāng)然更經(jīng)濟(jì)，所以，設(shè)計(jì)速度為120 km/h時(shí)的轉(zhuǎn)向架是否需要安裝抗蛇行減振器是一項(xiàng)需要深入研究的問(wèn)題。在新輪新軌狀態(tài)下，輪軌匹配接觸關(guān)系

0000)采用抗蛇行減振器是抑制轉(zhuǎn)向架蛇行失穩(wěn)的重要手段，抗蛇行減振器縱向安裝于車(chē)體與轉(zhuǎn)向架之間，通過(guò)提供二系回轉(zhuǎn)力矩來(lái)提高鐵道客車(chē)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此成為鐵道客車(chē)重要的懸掛元件[1-2]。過(guò)去對(duì)于車(chē)輛系統(tǒng)的建模，較少考慮減振器兩端橡膠節(jié)點(diǎn)的彈性，在模型中多作為剛性來(lái)處理。但在實(shí)際的車(chē)輛系統(tǒng)中減振器兩端都加有橡膠彈性節(jié)點(diǎn)，其目的是一方面提高系統(tǒng)的隔振和降噪能力；另一方面是避免減振器兩端相連部件如輪對(duì)、轉(zhuǎn)向架和車(chē)體其他方向的振動(dòng)影響減振器正常工作，從而延長(zhǎng)減振

敬涵，曾京某型抗蛇行減振器力學(xué)特性試驗(yàn)研究文敬涵，曾京（西南交通大學(xué) 牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610031）針對(duì)應(yīng)用于我國(guó)動(dòng)車(chē)組上的某型抗蛇行減振器，利用減振器性能試驗(yàn)臺(tái)，在常溫環(huán)境條件下進(jìn)行泄漏試驗(yàn)和力學(xué)特性試驗(yàn)。通過(guò)泄漏試驗(yàn)檢驗(yàn)抗蛇行減振器密封性能。力學(xué)特性試驗(yàn)分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)；靜態(tài)特性試驗(yàn)驗(yàn)證抗蛇行減振器靜態(tài)特性包括阻尼力－速度和阻尼力－位移特性；動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)測(cè)試抗蛇行減振器動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，輸出不同幅值及不同頻率下減振器的動(dòng)態(tài)剛度和動(dòng)

多問(wèn)題［1］?？?span id="j5i0abt0b" class="hl">蛇行減振器是高速軌道車(chē)輛轉(zhuǎn)向架二系懸掛的重要組成部分，可以顯著提高臨界速度，對(duì)轉(zhuǎn)向架的橫向穩(wěn)定性影響非常明顯［2］。因此，研究抗蛇行減振器參數(shù)對(duì)寬軌電力機(jī)車(chē)動(dòng)力學(xué)性能的影響非常必要。丁雪萍等［3］利用SIMPACK 分析抗蛇行減振器阻尼和一系懸掛參數(shù)的變化對(duì)寬軌機(jī)車(chē)動(dòng)力學(xué)性能的影響。周素霞等［4］利用SIMPACK 分析了抗蛇行減振器故障對(duì)車(chē)輛各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)性能的影響，得出了抗蛇行減振器最佳阻尼特性。王攀攀等［5］考慮多種設(shè)計(jì)參數(shù)，構(gòu)造懸掛參數(shù)

031)0 引言蛇行運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性是鐵道車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中最為重要的研究?jī)?nèi)容之一，圍繞該課題，學(xué)者們多從蛇行運(yùn)動(dòng)的發(fā)生原因和抑制等方面展開(kāi)研究。李曉峰等針對(duì)動(dòng)車(chē)組在運(yùn)營(yíng)期間存在主頻1～3Hz的晃車(chē)問(wèn)題，從車(chē)輪踏面外形狀態(tài)、車(chē)輪鏇修質(zhì)量、鋼軌廓形打磨精度等方面進(jìn)行了調(diào)查分析，給出了經(jīng)濟(jì)性鏇修、線(xiàn)路適應(yīng)性的改進(jìn)方案[1]。李凡松等基于實(shí)測(cè)車(chē)輪外形和鋼軌廓形，建立剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型，再現(xiàn)了動(dòng)車(chē)組車(chē)體異常彈性振動(dòng)現(xiàn)象。分析表明：異常的輪軌匹配關(guān)系導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架的蛇行運(yùn)動(dòng)頻

配會(huì)使轉(zhuǎn)向架整體蛇行振型的阻尼因子過(guò)小，從而降低穩(wěn)定性，導(dǎo)致車(chē)輛出現(xiàn)主頻為5.7 Hz 的橫向晃車(chē)現(xiàn)象，并提出通過(guò)調(diào)節(jié)輪對(duì)內(nèi)側(cè)距來(lái)改善晃車(chē)現(xiàn)象。葉一鳴等［3］認(rèn)為鋼軌交替不均勻側(cè)磨、軌道軌向與水平復(fù)合不平順是引發(fā)機(jī)車(chē)晃車(chē)的主要因素，并給出指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)修的預(yù)防措施。Qi 等［4］發(fā)現(xiàn)高速列車(chē)通過(guò)道岔時(shí)，由于輪軌接觸關(guān)系改變，車(chē)輪踏面的等效錐度增加，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架橫向失穩(wěn)，從而引發(fā)主頻為7.1 Hz 的車(chē)身異常振動(dòng)。并提出兩種治理方案：減小輪緣后部之間的距離和優(yōu)化懸

度的角度研究一次蛇行特性。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)一次蛇行進(jìn)行了大量的研究。張洪從模態(tài)參數(shù)識(shí)別角度，探究車(chē)輛系統(tǒng)出現(xiàn)低頻振動(dòng)的原因[3]。池茂儒等研究了轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)對(duì)軌道車(chē)輛平穩(wěn)性的影響，探究了車(chē)輛晃動(dòng)的原因[4]。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)SIMPACK建立CRH3型車(chē)動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)不同一系定位剛度下車(chē)輛的轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)頻率進(jìn)行仿真計(jì)算，同時(shí)仿真不同一系定位剛度下軌道車(chē)輛平穩(wěn)性、車(chē)體橫向振動(dòng)加速度及車(chē)輛振動(dòng)主頻，探討在保證轉(zhuǎn)向架不失穩(wěn)的前提下，通過(guò)調(diào)節(jié)一系定位剛度

轉(zhuǎn)向架產(chǎn)生的劇烈蛇行運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)運(yùn)行平穩(wěn)性和行車(chē)安全性造成很大的影響，有時(shí)甚至?xí)茐木€(xiàn)路，引起車(chē)輛脫軌事故。為了控制車(chē)輛系統(tǒng)的蛇行運(yùn)動(dòng)，通常在車(chē)體和轉(zhuǎn)向架之間設(shè)置合理的抗蛇行減振器，它通過(guò)增加車(chē)體和轉(zhuǎn)向架之間的回轉(zhuǎn)阻尼力矩來(lái)抑制和控制車(chē)體或轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)，從而有效改善了車(chē)輛橫向平穩(wěn)性和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。因此，抗蛇行減振器成為了高速動(dòng)車(chē)組最重要的懸掛元件之一［1-2］。文獻(xiàn)［3-6］通過(guò)傳統(tǒng)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)仿真分析的方法研究了抗蛇行減振器阻尼特性對(duì)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能的影響規(guī)律，

)0 引 言輪對(duì)蛇行是輪對(duì)由于其對(duì)中特性在鋼軌上產(chǎn)生的無(wú)法消除的橫向振動(dòng)[1]。當(dāng)車(chē)輛系統(tǒng)的蛇行振動(dòng)引起系統(tǒng)共振，演變?yōu)榈确€(wěn)態(tài)振動(dòng)的極限環(huán)，此時(shí)速度為車(chē)輛系統(tǒng)的非線(xiàn)性臨界速度[2]。車(chē)輛故障將使得非線(xiàn)性臨界速度降低，使得原本正常運(yùn)行的車(chē)輛產(chǎn)生大幅極限環(huán)震蕩，即蛇行失穩(wěn)[3]。國(guó)內(nèi)某線(xiàn)路CRH380A高速列車(chē)出現(xiàn)異常小幅蛇行振動(dòng)[4]，在車(chē)輛過(guò)道岔時(shí)演變?yōu)?span id="j5i0abt0b" class="hl">蛇行失穩(wěn)，經(jīng)查明該車(chē)存在二系橫向減振器的故障。由True[5]發(fā)現(xiàn)在非線(xiàn)性與線(xiàn)性臨界速度之間，車(chē)輛系統(tǒng)

001）引 言抗蛇行減振器是實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)車(chē)輛安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵懸掛元件，尤其針對(duì)高速列車(chē)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，抗蛇行減振器力學(xué)建模、參數(shù)優(yōu)化及其對(duì)整車(chē)動(dòng)力學(xué)性能影響等問(wèn)題需要進(jìn)行系統(tǒng)深入的分析。目前國(guó)內(nèi)典型高速列車(chē)采用的轉(zhuǎn)向架懸掛參數(shù)和車(chē)輪踏面有所不同，所匹配的抗蛇行減振器結(jié)構(gòu)參數(shù)也大相徑庭［1-2］，因此需要對(duì)高速列車(chē)抗蛇行減振器作用機(jī)制進(jìn)行理論研究從而對(duì)最優(yōu)減振器參數(shù)選配提供指導(dǎo)。關(guān)于抗蛇行減振器作用機(jī)制，樸明偉等［3-5］針對(duì)國(guó)內(nèi)引進(jìn)歐系高速列車(chē)的橫向穩(wěn)定性問(wèn)題及

架間沿縱向布置抗蛇行減振器可以增加車(chē)體與轉(zhuǎn)向架之間的回轉(zhuǎn)力矩，有效地抑制車(chē)輛的蛇行運(yùn)動(dòng)，保證車(chē)輛系統(tǒng)具有足夠的橫向運(yùn)行穩(wěn)定性，確保了行車(chē)安全和旅客乘坐舒適性. 作為高速列車(chē)的重要懸掛元件，抗蛇行減振器懸掛參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得尤為重要. 針對(duì)抗蛇行減振器對(duì)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能的影響已經(jīng)開(kāi)展了諸多研究[1-4]，試圖找到減振器參數(shù)對(duì)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能的影響特點(diǎn)，從而為參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考. 采用主動(dòng)抗蛇行減振器雖然可以有效地兼顧車(chē)輛橫向穩(wěn)定性與曲線(xiàn)通過(guò)性能[5]，但其成

凌 亮快捷貨車(chē)抗蛇行減振器性能參數(shù)對(duì)動(dòng)力學(xué)性能影響分析李振華1，王開(kāi)云2，王 超2，凌 亮2(1. 蘭州交通大學(xué)，機(jī)電工程學(xué)院，蘭州 730070；2. 西南交通大學(xué)，牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610031)基于車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，建立160 km/h快捷貨車(chē)動(dòng)力學(xué)模型，仿真分析了抗蛇行減振器的節(jié)點(diǎn)剛度、阻尼系數(shù)和卸荷速度對(duì)快捷貨車(chē)動(dòng)力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，適當(dāng)增大減振器的阻尼系數(shù)可顯著提高快捷貨車(chē)的臨界速度，并改善快捷貨車(chē)的橫向平穩(wěn)性；隨著減振

與科研部門(mén)將輪對(duì)蛇行橫向運(yùn)動(dòng)3mm時(shí)的等效錐度作為名義等效錐度來(lái)評(píng)判輪對(duì)接觸狀態(tài)，但在長(zhǎng)期的實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，僅僅考慮此時(shí)的錐度值不足以作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)錐度進(jìn)行更細(xì)致的研究。干峰等針對(duì)國(guó)內(nèi)幾種不同的車(chē)輪典型踏面，使用多種算法來(lái)計(jì)算不同工況下的等效錐度，提供了這些踏面的輪軌接觸特征并在后續(xù)磨耗試驗(yàn)中給予了特征的驗(yàn)證[2]。POLACH O指出了用等效線(xiàn)性法描述輪軌接觸關(guān)系的局限性，提出使用非線(xiàn)性參數(shù)評(píng)估軌道車(chē)輛的穩(wěn)定性[3]。李凡松等[4]和李浩等[5]發(fā)

要。而列車(chē)的橫向蛇行失穩(wěn)，嚴(yán)重威脅到列車(chē)的安全運(yùn)行。鐵道車(chē)輛的蛇行運(yùn)動(dòng)是一種自激運(yùn)動(dòng)，由于車(chē)輪踏面具有錐度，車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)左右輪徑不同從而產(chǎn)生蛇行運(yùn)動(dòng)[1]。車(chē)輛蛇行運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性直接影響車(chē)輛的非線(xiàn)性臨界速度。高速車(chē)輛一旦發(fā)生蛇行運(yùn)動(dòng)失穩(wěn)后，不僅會(huì)惡化車(chē)輛的運(yùn)行性能，降低旅客的舒適度，使車(chē)輛各零部件上的動(dòng)載荷增大，而且輪對(duì)會(huì)嚴(yán)重地撞擊鋼軌，損傷車(chē)輛及線(xiàn)路，甚至?xí)斐擅撥壥鹿蔥2]。關(guān)于蛇行失穩(wěn)，目前國(guó)內(nèi)比較通用的定義是根據(jù)TB10761—2013《高速鐵

注意到車(chē)輛系統(tǒng)的蛇行現(xiàn)象，鐵道車(chē)輛的橫向穩(wěn)定性就一直被很多學(xué)者關(guān)注。鐵道車(chē)輛的蛇行運(yùn)動(dòng)是一種自激振動(dòng)，由于其輪對(duì)踏面具有錐度，在運(yùn)行過(guò)程中必然存在蛇行運(yùn)動(dòng)[1]。近年來(lái)，隨著高鐵的快速發(fā)展，對(duì)車(chē)輛運(yùn)行的安全品質(zhì)有著越來(lái)越高的要求。孫麗霞[2]提出基于輪對(duì)橫移加速度移動(dòng)均方根、轉(zhuǎn)向架橫向振動(dòng)加速度和脫軌系數(shù)的高速列車(chē)動(dòng)態(tài)脫軌安全性綜合評(píng)價(jià)方法。宋欣武[3]通過(guò)對(duì)軸箱橫向振動(dòng)信號(hào)與構(gòu)架橫向振動(dòng)信號(hào)的綜合分析來(lái)評(píng)估轉(zhuǎn)向架的運(yùn)行狀態(tài)，提出了橫向位移峰值方法（LMP

，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為蛇行運(yùn)動(dòng)。蛇行運(yùn)動(dòng)不僅會(huì)降低旅客乘坐的舒適度，還會(huì)加快車(chē)輪與鋼軌的磨損，惡化輪軌接觸狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)列車(chē)脫軌事故[1]，因此保證車(chē)輛具有良好的運(yùn)行穩(wěn)定性是車(chē)輛安全運(yùn)營(yíng)的前提?？?span id="j5i0abt0b" class="hl">蛇行減振器作為動(dòng)車(chē)組車(chē)輛二系懸掛的重要元件之一，沿縱向安裝在車(chē)體與構(gòu)架之間，用于衰減和抑制構(gòu)架與車(chē)體之間的蛇行運(yùn)動(dòng)。為了提升車(chē)輛的運(yùn)行穩(wěn)定性、改善車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)，許多學(xué)者針對(duì)抗蛇行減振器對(duì)臨界速度的影響開(kāi)展了大量研究[2-3]。吳會(huì)超等[4]以CRH3型動(dòng)車(chē)組為

加會(huì)降低轉(zhuǎn)向架的蛇行運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。通過(guò)板簧、橡膠節(jié)點(diǎn)或者吊桿將牽引電機(jī)整體懸掛于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架(圖1)，可明顯改善轉(zhuǎn)向架高速運(yùn)行時(shí)的蛇行運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，因此高速列車(chē)普遍采用此種安裝方式[1-2]，我國(guó)CRH3、CRH380B/C/D、CR400BF型動(dòng)車(chē)組牽引電機(jī)就是采用的這種懸掛方式。圖1 某高速列車(chē)牽引電機(jī)架懸結(jié)構(gòu)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)電機(jī)彈性架懸轉(zhuǎn)向架的動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行了廣泛的研究。文獻(xiàn)[3-7]在機(jī)車(chē)牽引電機(jī)彈性架懸動(dòng)力學(xué)理論和轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)等工程應(yīng)用方面進(jìn)行了諸多

這種運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為輪對(duì)蛇行運(yùn)動(dòng).圖1 輪對(duì)蛇行運(yùn)動(dòng)及波長(zhǎng)蛇行運(yùn)動(dòng)作為鐵道車(chē)輛的特有現(xiàn)象，其運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性直接關(guān)乎車(chē)輛運(yùn)行品質(zhì)，近年來(lái)，我國(guó)的高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程迅速增加，高速動(dòng)車(chē)組運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的蛇行失穩(wěn)問(wèn)題日益凸顯.大量學(xué)者對(duì)高速動(dòng)車(chē)組的蛇行失穩(wěn)現(xiàn)象展開(kāi)研究.Polach[1]指出等效錐度曲線(xiàn)的非線(xiàn)性會(huì)對(duì)車(chē)輛的臨界速度和分叉類(lèi)型產(chǎn)生影響，提出了一種用來(lái)評(píng)估輪軌關(guān)系的非線(xiàn)性參數(shù).我國(guó)動(dòng)車(chē)組在運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)的二次蛇行失穩(wěn)現(xiàn)象與等效錐度的非線(xiàn)性密切相關(guān)，研究表明[2-5]，當(dāng)?shù)?/div>

大連交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年1期2021-01-11

0.025(輪對(duì)蛇行運(yùn)動(dòng)幅值為3 mm時(shí)所對(duì)應(yīng)的等效錐度)要低于準(zhǔn)軌0.038，降低等效錐度有利于提升車(chē)輛運(yùn)行穩(wěn)定性，但是不利于曲線(xiàn)通過(guò)，而且較低的等效錐度容易誘發(fā)一次蛇行(即“晃車(chē)”)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響乘坐舒適度。由圖5可以看出，隨著輪對(duì)橫移量的增加，準(zhǔn)軌線(xiàn)路上輪軌接觸角差也隨之增大，輪軌接觸角差越大，則輪對(duì)重力剛度、重力復(fù)原力越大，有利于提高輪對(duì)的對(duì)中性能以及抑制車(chē)輛的一次蛇行現(xiàn)象；而寬軌線(xiàn)路上左右輪輪軌接觸角絕對(duì)值基本相同，其輪軌接觸角差幾乎為0且不隨輪

向減振器阻尼和抗蛇行減振器失效對(duì)其運(yùn)行平穩(wěn)性的影響。1 多體動(dòng)力學(xué)理論多體動(dòng)力學(xué)主要是研究載荷與系統(tǒng)之間運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，利用數(shù)值積分方法建立并求解系統(tǒng)的微分方程組或代數(shù)方程組[2]。多體動(dòng)力學(xué)是軌道交通車(chē)輛動(dòng)力學(xué)仿真的理論基礎(chǔ)。多體系統(tǒng)形成的方程主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)為微分方程組：(1)另一類(lèi)為代數(shù)方程組：(2)式中：q為廣義坐標(biāo)列向量；M為廣義質(zhì)量矩陣；Q為廣義力向量；C為約束代數(shù)方程；Cq為約束方程對(duì)應(yīng)的雅克比矩陣。依據(jù)達(dá)朗貝爾原理及虛位移原理，系統(tǒng)中的慣性體

出發(fā)研究其對(duì)輪對(duì)蛇行運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的影響。1 輪對(duì)蛇行運(yùn)動(dòng)及等效錐度分析鐵道車(chē)輛在軌道上運(yùn)行，依靠一定形狀的車(chē)輪踏面和鋼軌軌面相互配合來(lái)完成直線(xiàn)行走和曲線(xiàn)通過(guò)等運(yùn)動(dòng)。由于車(chē)輪踏面帶有一定錐度，在軌道上運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生一種特有的自激振動(dòng)，表現(xiàn)為輪對(duì)橫向移動(dòng)時(shí)伴隨繞其中心的垂向轉(zhuǎn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為輪對(duì)蛇行運(yùn)動(dòng)。繪制輪對(duì)中心線(xiàn)的橫向運(yùn)動(dòng)軌跡可以發(fā)現(xiàn)輪對(duì)蛇行運(yùn)動(dòng)具有特定的波長(zhǎng)，見(jiàn)圖2，其中v為車(chē)速，λ為輪對(duì)蛇行波長(zhǎng)。1.1 UIC 519—2004[15]標(biāo)準(zhǔn)蛇行波長(zhǎng)和等效錐

輪軌等效錐度、抗蛇行減振器安裝角度的關(guān)聯(lián)性；然后借助于動(dòng)力學(xué)分析軟件建立了仿真分析模型，復(fù)現(xiàn)了該車(chē)曾經(jīng)出現(xiàn)的各種晃車(chē)試驗(yàn)現(xiàn)象，從而驗(yàn)證了所建立模型的正確性。在此基礎(chǔ)上，采用模態(tài)分析法對(duì)動(dòng)力車(chē)晃車(chē)問(wèn)題進(jìn)行了機(jī)理研究，從而查找出引發(fā)晃車(chē)現(xiàn)象的主要因素。1 試驗(yàn)研究動(dòng)力集中動(dòng)車(chē)組在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中動(dòng)力車(chē)在直線(xiàn)運(yùn)行工況下140 km/h及以上速度時(shí)會(huì)出現(xiàn)晃車(chē)現(xiàn)象，圖1給出了動(dòng)力車(chē)直線(xiàn)工況晃車(chē)時(shí)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)波形圖。從圖中可以看出，車(chē)體前端、后端橫向振動(dòng)加速度

30000)一、蛇行運(yùn)動(dòng)成因及影響(一)蛇行運(yùn)動(dòng)成因分析動(dòng)車(chē)組在日常運(yùn)行的過(guò)程中，因其踏面具有并不完全規(guī)則的幾何特性，即便其在軌道上做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行曲線(xiàn)也并不是絕對(duì)平直的。通常來(lái)講，輪對(duì)在運(yùn)行過(guò)程中如受到外部激勵(lì)因素的影響，則會(huì)做一種特殊的曲線(xiàn)前行運(yùn)動(dòng)。隨著輪對(duì)沿軌道滾動(dòng)行進(jìn)，其在沿軌道中心線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，也在軌道上做橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，兩種運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的合運(yùn)動(dòng)對(duì)外表現(xiàn)為輪對(duì)中心的前行曲線(xiàn)呈波浪形，這種合運(yùn)動(dòng)被稱(chēng)之為蛇行運(yùn)動(dòng)[1]。(二)蛇行運(yùn)動(dòng)對(duì)列車(chē)運(yùn)行的影響

有的耦合運(yùn)動(dòng)，即蛇行運(yùn)動(dòng)。蛇行運(yùn)動(dòng)與非線(xiàn)性振動(dòng)和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性密切相關(guān)，決定車(chē)輛允許的最高運(yùn)行速度，并影響車(chē)輛的其他動(dòng)力學(xué)性能。鐵道車(chē)輛系統(tǒng)存在2種蛇行失穩(wěn)形式：一次蛇行和二次蛇行[2]。二次蛇行又被稱(chēng)為轉(zhuǎn)向架蛇行，表現(xiàn)為轉(zhuǎn)向架劇烈的橫擺和搖頭運(yùn)動(dòng)，而車(chē)體保持靜止或小幅振動(dòng)。一次蛇行又被稱(chēng)為車(chē)體蛇行，表現(xiàn)為車(chē)體和轉(zhuǎn)向架劇烈的橫向低頻耦合振動(dòng)，此時(shí)車(chē)體和轉(zhuǎn)向架的振動(dòng)均較為顯著。由于轉(zhuǎn)向架蛇行非常常見(jiàn)并且可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全問(wèn)題，因此大部分關(guān)于蛇行運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的研究都

耦合向前運(yùn)動(dòng)，即蛇行運(yùn)動(dòng)。輪對(duì)的蛇行運(yùn)動(dòng)會(huì)引起轉(zhuǎn)向架和車(chē)體在橫向平面內(nèi)的振動(dòng)，稱(chēng)一次蛇行運(yùn)動(dòng)和二次蛇行運(yùn)動(dòng)[1]。蛇行運(yùn)動(dòng)的最大特點(diǎn)就是它的振動(dòng)頻率隨著車(chē)輛運(yùn)行速度的增大而增大,而車(chē)輛系統(tǒng)的自振頻率只和自身結(jié)構(gòu)有關(guān),在列車(chē)運(yùn)行速度超過(guò)臨界速度時(shí),蛇行運(yùn)動(dòng)頻有可能會(huì)和車(chē)輛系統(tǒng)的某個(gè)固有頻率接近,從而產(chǎn)生共振,導(dǎo)致蛇行運(yùn)動(dòng)振幅不斷擴(kuò)大，喪失了穩(wěn)定性，即發(fā)生了蛇行失穩(wěn)[2]。蛇行運(yùn)動(dòng)是限制高速列車(chē)不斷提速的一個(gè)主要因素，輕則影響乘客的乘坐舒適性，重則破壞軌道線(xiàn)路

向的耦合運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為蛇行運(yùn)動(dòng).劇烈的蛇行運(yùn)動(dòng)不僅會(huì)加劇輪緣與鋼軌之間的磨損,還會(huì)加大脫軌的可能性,危及行車(chē)安全.抗蛇行減振器縱向安裝于車(chē)體和轉(zhuǎn)向架之間,可以有效抑制轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng),提高車(chē)輛穩(wěn)定性[1].因此,一般速度大于160 km/h的列車(chē),就需要安裝抗蛇行減振器來(lái)保證行車(chē)安全.抗蛇行減振器在實(shí)際服役過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生諸如心閥或底閥彈簧剛度衰減過(guò)大、橡膠老化過(guò)快甚至漏油等故障,這些故障可能會(huì)使得減振器減振性能減弱甚至失效,進(jìn)而影響車(chē)輛穩(wěn)定性、平穩(wěn)性和舒適性、安全

懷疑是由機(jī)車(chē)本身蛇行收斂慢導(dǎo)致的小幅蛇行運(yùn)動(dòng)引起，如圖1。以某四軸式電力機(jī)車(chē)動(dòng)力學(xué)模型為對(duì)象，計(jì)算機(jī)車(chē)在純蛇行激勵(lì)和蛇行激勵(lì)疊加隨機(jī)方向不平順激勵(lì)下的橫向振動(dòng)響應(yīng)，研究小幅蛇行對(duì)機(jī)車(chē)橫向平穩(wěn)性的影響規(guī)律。圖1 機(jī)車(chē)蛇行收斂緩慢時(shí)輪對(duì)橫移1 分析模型某四軸式電力機(jī)車(chē)軸式為B0-B0，轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。一系采用鋼彈簧承載和軸箱轉(zhuǎn)臂定位，二系采用高圓彈簧(每轉(zhuǎn)向架4組)承載并匹配二系橫向、垂向和抗蛇行減振器，牽引裝置采用中央低位單牽引桿，驅(qū)動(dòng)裝置采用彈性架懸懸掛

耦合運(yùn)動(dòng)，即產(chǎn)生蛇行運(yùn)動(dòng)[1]。若車(chē)輛以較高的速度運(yùn)行，則當(dāng)蛇行運(yùn)動(dòng)頻率與車(chē)輛自振頻率接近時(shí)，其振幅不斷擴(kuò)大，這時(shí)的蛇行運(yùn)動(dòng)就喪失了穩(wěn)定性，即發(fā)生了蛇行失穩(wěn)，且幅值增大越快，失穩(wěn)的程度就越嚴(yán)重。在列車(chē)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，基于軌道不平順和車(chē)輪磨損等原因，當(dāng)列車(chē)速度小于蛇行失穩(wěn)理論臨界速度時(shí)，就有可能發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象[2]。筆者在對(duì)某型高速列車(chē)的在線(xiàn)跟蹤試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)[3]，列車(chē)在時(shí)速超過(guò)300 km/h運(yùn)行時(shí)易出現(xiàn)小幅蛇行運(yùn)動(dòng)，且有的小幅蛇行出現(xiàn)后會(huì)緊接著出

向架會(huì)產(chǎn)生劇烈的蛇行運(yùn)動(dòng)，抗蛇行減振器可以提高車(chē)輛的安全性和旅客的乘坐舒適度，而抗蛇行減振器座則是連接車(chē)體與減振器必不可缺的結(jié)構(gòu)[3].某些快軌車(chē)為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，將抬車(chē)點(diǎn)設(shè)置在抗蛇行減振器座上，來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的復(fù)軌及維修工作.同時(shí)該結(jié)構(gòu)也存在結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布不均、材料利用率低、輕量化效果不好等諸多問(wèn)題，有待改進(jìn).本文以該市域快軌車(chē)的抗蛇行減振器座為研究對(duì)象，在保證車(chē)體的靜強(qiáng)度、剛度、疲勞性能前提下，利用尺寸優(yōu)化軟件，盡量降低材料的使用率，從而實(shí)現(xiàn)抗蛇行減振器座的輕量

速度的提高會(huì)受到蛇行臨界速度的限制，所以高速車(chē)輛在二系懸掛中裝有抗蛇行減振器。要提高列車(chē)的臨界速度，就需要合理地增大抗蛇行減振器阻尼，但縱向阻尼力過(guò)大，會(huì)影響列車(chē)曲線(xiàn)通過(guò)的安全性。因此，橫向穩(wěn)定性和曲線(xiàn)通過(guò)性能之間的矛盾是車(chē)輛提速過(guò)程中亟待解決的問(wèn)題之一[1-2]。如何通過(guò)控制抗蛇行減振器阻尼來(lái)解決此矛盾，是文中的主要研究?jī)?nèi)容?，F(xiàn)有研究大都通過(guò)改變車(chē)體、轉(zhuǎn)向架等結(jié)構(gòu)形式或者對(duì)懸掛參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，來(lái)協(xié)調(diào)橫向穩(wěn)定性與曲線(xiàn)通過(guò)性能[3-7]?？?span id="j5i0abt0b" class="hl">蛇行減振器的研究主要

車(chē)輛的橫向運(yùn)動(dòng)(蛇行運(yùn)動(dòng))穩(wěn)定性不僅會(huì)影響列車(chē)的運(yùn)行品質(zhì)，還與列車(chē)的脫軌安全性相關(guān)，因此也一直是車(chē)輛動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。車(chē)輛蛇行運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性研究的重要課題包括蛇行運(yùn)動(dòng)頻率或波長(zhǎng)、蛇行運(yùn)動(dòng)臨界速度以及蛇行運(yùn)動(dòng)分叉等，但關(guān)鍵問(wèn)題是準(zhǔn)確確定車(chē)輛的蛇行失穩(wěn)臨界速度，因?yàn)榕R界速度是列車(chē)最高運(yùn)營(yíng)速度的重要參考。也就是說(shuō)當(dāng)列車(chē)運(yùn)行速度超過(guò)臨界速度時(shí)，列車(chē)會(huì)發(fā)生蛇行失穩(wěn)。實(shí)際上，車(chē)輛沿直線(xiàn)軌道運(yùn)行時(shí)，一直存在著蛇行運(yùn)動(dòng)。由于車(chē)輛走行部分的狀態(tài)及線(xiàn)路的橫向不平順?biāo)鸬?/div>

福建質(zhì)量管理 2018年13期2018-07-10

騰養(yǎng)，鄔平波?抗蛇行減振器動(dòng)態(tài)特性分析以及對(duì)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能影響研究崔澤安，徐騰養(yǎng)，鄔平波（西南交通大學(xué) 牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610031）基于SIMPACK建立某高速列車(chē)動(dòng)力學(xué)模型，主要從橡膠節(jié)點(diǎn)剛度、卸荷速度、卸荷力等方面分析了抗蛇行減振器對(duì)列車(chē)的動(dòng)力學(xué)性能影響，并對(duì)各性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇，同時(shí)，從實(shí)驗(yàn)角度研究了油液溫度對(duì)減振器阻尼特性影響。分析結(jié)果表明：油溫對(duì)減振器阻尼特性影響很大；隨著卸荷速度的增加，車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能有所惡化；隨著卸

610031）蛇行運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性是高速列車(chē)實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行的一個(gè)重要問(wèn)題。由于機(jī)車(chē)輪對(duì)具有一定錐度，即使車(chē)輛沿平直的軌道運(yùn)行，只要有一個(gè)初始激勵(lì)，輪對(duì)就會(huì)繞軌道中心線(xiàn)邊橫移邊搖頭耦合向前運(yùn)動(dòng)，即蛇行運(yùn)動(dòng)［1］。當(dāng)列車(chē)處于蛇行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，在速度不變的情況下，若其中一個(gè)振型呈現(xiàn)幅值相等的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)列車(chē)的行駛速度即為該列車(chē)的蛇行失穩(wěn)臨界速度［2］。由于列車(chē)系統(tǒng)的固有頻率與列車(chē)運(yùn)行速度無(wú)關(guān)，而列車(chē)的自激頻率會(huì)隨著車(chē)輛運(yùn)行速度的提高而增加，所以當(dāng)列車(chē)運(yùn)行速度不斷增加，

系橫向減振器和抗蛇行減振器在進(jìn)行單獨(dú)控制時(shí)出現(xiàn)的效果單一問(wèn)題，提出了一種新型半主動(dòng)協(xié)調(diào)控制方法，可協(xié)調(diào)直線(xiàn)和曲線(xiàn)線(xiàn)路條件下的車(chē)輛綜合動(dòng)力學(xué)性能。建立300 km級(jí)高速動(dòng)車(chē)組的動(dòng)力學(xué)模型，其中二系橫向和抗蛇行減振器均進(jìn)行了參數(shù)化處理；構(gòu)建了橫向和抗蛇行減振器的半主動(dòng)控制模型，并模擬了動(dòng)車(chē)組通過(guò)曲線(xiàn)軌道時(shí)的真實(shí)工況。經(jīng)過(guò)仿真對(duì)比，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)對(duì)橫向減振器施加半主動(dòng)控制時(shí)，雖然能有效提高平穩(wěn)性能，但會(huì)使安全性能惡化；而單獨(dú)對(duì)抗蛇行減振器進(jìn)行控制時(shí)，雖然使曲線(xiàn)通過(guò)性能

能量熵的高速列車(chē)蛇行診斷研究劉棋，寧?kù)o，葉運(yùn)廣，陳春俊（西南交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，四川 成都 610031）為解決列車(chē)高速運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)的蛇行失穩(wěn)故障難以被準(zhǔn)確識(shí)別的問(wèn)題，提出一種基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（ensemble empirical mode decomposition，EEMD）熵特征和最小二乘法支持向量機(jī)（least squares support vector machine，LSSVM）的高速列車(chē)蛇行異常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的診斷方法。首先通過(guò)EEMD對(duì)高

運(yùn)動(dòng)形成了車(chē)輛的蛇行運(yùn)動(dòng),如圖1所示.車(chē)輛的蛇行運(yùn)動(dòng)為車(chē)輛自身的自激運(yùn)動(dòng),是由于車(chē)輪踏面具有錐度及縱向蠕滑力存在引起的.車(chē)輛蛇行運(yùn)動(dòng)分為穩(wěn)定的蛇行運(yùn)動(dòng)與不穩(wěn)定的蛇行運(yùn)動(dòng).蛇行運(yùn)動(dòng)的振幅隨著時(shí)間的延續(xù)可自動(dòng)收斂的,則為穩(wěn)定的蛇行運(yùn)動(dòng),不會(huì)對(duì)列車(chē)行車(chē)安全造成影響.隨著時(shí)間的延續(xù),蛇行運(yùn)動(dòng)振幅不能收斂,則為不穩(wěn)定的蛇行運(yùn)動(dòng).當(dāng)速度較低時(shí),由于具有彈簧及減振裝置,蛇行運(yùn)動(dòng)可以被抑制.但是隨著速度的增加,蛇行運(yùn)動(dòng)頻率也會(huì)增加.如果蛇行運(yùn)動(dòng)頻率不加以抑制或者無(wú)法抑制,

12001)?抗蛇行減振器安裝方式對(duì)機(jī)車(chē)穩(wěn)定性和平穩(wěn)性的影響鄧小星， 陳國(guó)勝， 陳喜紅(中國(guó)中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)有限公司， 湖南株洲 412001)分析3種抗蛇行減振器安裝方式時(shí)轉(zhuǎn)向架的受力差異，通過(guò)動(dòng)力學(xué)仿真分析研究抗蛇行減振器安裝方式對(duì)機(jī)車(chē)運(yùn)行穩(wěn)定性和平穩(wěn)性的影響。研究表明，左右對(duì)稱(chēng)但非平行安裝方式下的機(jī)車(chē)運(yùn)行穩(wěn)定性和橫向平穩(wěn)性明顯差于左右對(duì)稱(chēng)且平行安裝方式和斜對(duì)稱(chēng)安裝方式。對(duì)于左右對(duì)稱(chēng)但非平行安裝方式，減小抗蛇行減振器與轉(zhuǎn)向架縱向中心線(xiàn)的夾角有利于提高機(jī)

)?高速列車(chē)構(gòu)架蛇行波實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)分析余翠英1,2向俊1毛建紅1,3龔凱1(1中南大學(xué)土木工程學(xué)院, 長(zhǎng)沙 410075)(2南昌理工學(xué)院建筑工程學(xué)院, 南昌 330044)(3華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院, 南昌330013)為完善運(yùn)營(yíng)速度290和300 km/h的高速列車(chē)-軌道(橋梁)時(shí)變系統(tǒng)橫向激振源的基礎(chǔ)資料,基于實(shí)測(cè)的高速列車(chē)構(gòu)架蛇行波資料,運(yùn)用工程概率數(shù)值分析方法,對(duì)高速列車(chē)構(gòu)架蛇行波標(biāo)準(zhǔn)差σ進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并運(yùn)用三角級(jí)數(shù)模型及Monte-Carlo法隨機(jī)

強(qiáng)烈的搖頭，俗稱(chēng)蛇行失穩(wěn)?，F(xiàn)有資料表明：我國(guó)鐵路貨車(chē)在運(yùn)行狀態(tài)不良、特別是空車(chē)運(yùn)行時(shí)，在直線(xiàn)線(xiàn)路上高速運(yùn)行的過(guò)程中易發(fā)生主頻為2～3 Hz的蛇行失穩(wěn)，嚴(yán)重影響列車(chē)的運(yùn)行安全性。目前，國(guó)、內(nèi)外針對(duì)鐵路車(chē)輛蛇行失穩(wěn)有不同的評(píng)判方法和標(biāo)準(zhǔn)，這些方法和標(biāo)準(zhǔn)主要是基于各國(guó)自己的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并結(jié)合理論推導(dǎo)而得到的。文獻(xiàn)[1]通過(guò)數(shù)值仿真，對(duì)比分析了采用不同方法和標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判高速動(dòng)車(chē)組蛇行失穩(wěn)的適用性。然而對(duì)于鐵路貨車(chē)而言，由于其自身的特殊性(主要是軸重大、速度相對(duì)較低、結(jié)構(gòu)中

10000)?抗蛇行油壓減振器動(dòng)力學(xué)性能參數(shù)的仿真分析喬雪銀(呼和浩特鐵路局包西車(chē)輛段，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)抗蛇行油壓減振器橫向的安裝位置對(duì)高速列車(chē)運(yùn)行性能的影響；抗蛇行油壓減振器不同的剛度、阻尼參數(shù)對(duì)高速列車(chē)運(yùn)行性能的影響。鐵路具有運(yùn)量大、占地少、速度快、安全性好等優(yōu)勢(shì),是我國(guó)經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，近幾年里已經(jīng)歷了多次提速，鐵路的安全保障是最根本的關(guān)鍵。隨著鐵路車(chē)輛的不斷發(fā)展，抗蛇行油壓減振器被廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代化鐵路列車(chē)中。油壓減振器是一個(gè)

AP高速列車(chē)小幅蛇行異常特征提取崔萬(wàn)里，寧 靜，種傳杰，李艷萍，陳春?。ㄎ髂辖煌ù髮W(xué)機(jī)械工程學(xué)院，四川 成都 610031）小幅蛇行異常是劇烈蛇行失穩(wěn)的征兆，它不僅影響乘坐舒適性，導(dǎo)致輪軌疲勞接觸，而且隨著輪軌磨損加劇、列車(chē)服役時(shí)間增長(zhǎng)、運(yùn)行速度提高，小幅蛇行會(huì)不斷加劇，特別是在抗蛇行減震器失效的狀況下，可能會(huì)引起列車(chē)脫軌，嚴(yán)重影響行車(chē)安全。但現(xiàn)有的高速列車(chē)轉(zhuǎn)向架峰值監(jiān)測(cè)法不能監(jiān)測(cè)小幅蛇行異常。針對(duì)該問(wèn)題，提出一種基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解和流形學(xué)習(xí)的特征提取方法。

銷(xiāo)間隙是影響汽車(chē)蛇行工況下穩(wěn)定性的重要參數(shù)。將轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面連桿機(jī)構(gòu)，并就機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)向節(jié)主銷(xiāo)與襯套間隙對(duì)蛇形工況下汽車(chē)穩(wěn)定性的影響進(jìn)行分析。考慮以上間隙建立了四自由度車(chē)輛操縱運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，基于該模型，應(yīng)用數(shù)值分析方法對(duì)間隙參數(shù)變化時(shí)樣車(chē)質(zhì)心側(cè)偏角的穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明，間隙參數(shù)變化時(shí)車(chē)輛蛇行動(dòng)力學(xué)行為表現(xiàn)為由倍周期進(jìn)入單周期、混沌，然后從倍周期回到單周期。隨著間隙的增大，汽車(chē)蛇行失穩(wěn)的上臨界頻率幾乎無(wú)變化，但下臨界頻率逐漸加大，失穩(wěn)頻率帶寬也

速運(yùn)行時(shí)為了避免蛇行失穩(wěn)，大多數(shù)情況下要求車(chē)體與構(gòu)架間的縱向阻尼越大越好，而曲線(xiàn)通過(guò)時(shí)又要求縱向阻尼不能過(guò)大，以保證列車(chē)的安全性能。因此，在列車(chē)的歷次提速過(guò)程中，橫向穩(wěn)定性和曲線(xiàn)通過(guò)性能一直都是難以解決的矛盾。工程師們不斷優(yōu)化懸掛參數(shù)和轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)，以協(xié)調(diào)兩者間的關(guān)系最終實(shí)現(xiàn)整體均衡。但參數(shù)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化所能達(dá)到的效果并非是永無(wú)止境的，當(dāng)優(yōu)化達(dá)到一定的程度后，橫向穩(wěn)定性與曲線(xiàn)通過(guò)性之間的矛盾將成為列車(chē)運(yùn)行速度進(jìn)一步提高的主要瓶頸［1－3］。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者針對(duì)橫向

266044)蛇行機(jī)動(dòng)反艦導(dǎo)彈對(duì)抗仿真研究范作娥，彭文輝，吳剛(海軍潛艇學(xué)院 戰(zhàn)略導(dǎo)彈與水中兵器系，山東 青島 266044)為了研究帶有末端蛇行機(jī)動(dòng)的反艦導(dǎo)彈的突防效果，建立了反艦導(dǎo)彈蛇行機(jī)動(dòng)彈道模型，應(yīng)用過(guò)載控制理論，設(shè)計(jì)了反艦導(dǎo)彈質(zhì)心控制和過(guò)載控制信號(hào)；通過(guò)建立艦空導(dǎo)彈的反導(dǎo)攔截模型，在反艦導(dǎo)彈帶蛇行機(jī)動(dòng)和末端無(wú)機(jī)動(dòng)兩種情況下，對(duì)比仿真了艦空導(dǎo)彈與反艦導(dǎo)彈的攔截對(duì)抗，仿真結(jié)果驗(yàn)證了，帶蛇行機(jī)動(dòng)的反艦導(dǎo)彈的突防效果要高于普通的末端無(wú)機(jī)動(dòng)的突防效果。蛇

式，以大阻尼抑制蛇行機(jī)制進(jìn)一步提高車(chē)速，開(kāi)創(chuàng)了200～250 km/h高鐵運(yùn)用新紀(jì)元.隨后德國(guó)西門(mén)子公司再次推出了ICE3系列轉(zhuǎn)向架，改善了300 km/h高鐵運(yùn)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，并成為了歐洲鐵路最具代表性的高速車(chē)型之一.中國(guó)高鐵在日系與歐系車(chē)輛引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)威金斯理論［2］，歸納并總結(jié)了基于抗蛇行頻帶吸能機(jī)制的穩(wěn)定新理論［3］.隨著里程2300 km的京廣高鐵正式開(kāi)通，中國(guó)高鐵也邁入300 km/h高鐵的長(zhǎng)交線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)新時(shí)代.法國(guó)ALSTOM公司在T

幅的搖擺運(yùn)動(dòng)，即蛇行運(yùn)動(dòng)。劇烈的蛇行運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致輪緣不斷地撞擊鋼軌，加速輪軌磨耗，增大車(chē)輪脫軌的危險(xiǎn)性，從而威脅到運(yùn)行的安全，因而，它也直接影響高速列車(chē)的運(yùn)行安全。在構(gòu)架和車(chē)體或者搖枕之間安裝抗蛇行減振器，通過(guò)抗蛇行減振器中油液流過(guò)節(jié)流孔時(shí)產(chǎn)生的阻力，以此達(dá)到吸收阻力功的效果，從而有效的控制轉(zhuǎn)向架的蛇行運(yùn)動(dòng)，從而保證車(chē)輛的安全運(yùn)行。抗蛇行減振器就其結(jié)構(gòu)而言有3種不同的形式:油液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)式、油液雙向流動(dòng)式和電磁閥控制式［1］。它們各有特點(diǎn)，使用在不同的情況下。

順得多，這是因?yàn)?span id="j5i0abt0b" class="hl">蛇行時(shí)，體內(nèi)絕大部分的血液平行于心臟部位流動(dòng)，心臟泵血輕松，回流也容易。蛇行時(shí)，身體重量分散到頭、脊椎、腹和尾部，地心引力對(duì)其影響減至最少，因而骨關(guān)節(jié)的磨損亦微乎其微。人類(lèi)雖然是從爬行動(dòng)物進(jìn)化而來(lái)的，騰出了雙手，可以做動(dòng)物不能做的事，但卻耗損了健康。其實(shí)人的骨骼并不適于直立姿態(tài)：脊柱在直立時(shí)擔(dān)負(fù)著全身大部分重量，不堪重負(fù)；大腦在直立時(shí)處于最高位置，導(dǎo)致大腦極易缺血缺氧；心臟在直立姿勢(shì)時(shí)只能勉為其難，做一些縮小了的或不規(guī)則的慢性悸動(dòng)?？梢哉f(shuō)，

經(jīng)濟(jì)的高鐵運(yùn)用.蛇行振蕩的參振質(zhì)量降低是高速轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)與運(yùn)用的核心問(wèn)題，而商業(yè)速度、振動(dòng)疲勞和曲線(xiàn)橫風(fēng)則是制約目前高鐵運(yùn)用的三大技術(shù)因素.在300 km/h轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)和運(yùn)用中，不得不面對(duì)這樣一個(gè)核心問(wèn)題，即如何降低蛇行振蕩的參振質(zhì)量.通過(guò)軍工技術(shù)的轉(zhuǎn)移，時(shí)速200 km/h的日本新干線(xiàn)已經(jīng)取得了近半個(gè)世紀(jì)的成功運(yùn)營(yíng).值得注意的是：這一先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念(即動(dòng)力分散交流驅(qū)動(dòng)的EMU技術(shù))是從地鐵交通運(yùn)輸系統(tǒng)中借鑒得到的.但是，在高鐵運(yùn)用過(guò)程中，經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題逐漸

錐度趨高，因而抗蛇行減振器采用了冗余設(shè)計(jì)，即每架4個(gè)抗蛇行減振器.因此，抗蛇行減振器失效對(duì)高速轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的影響受到業(yè)內(nèi)專(zhuān)家的重視.文獻(xiàn)［1］采用輪對(duì)蛇行分叉理論，系統(tǒng)分析了抗蛇行減振器端節(jié)點(diǎn)徑向剛度對(duì)車(chē)輛臨界速度的影響.文獻(xiàn)［2-3］分別從輪軌匹配特征和軌道不平順激擾作用的角度，研究了高速輪軌動(dòng)力作用的特點(diǎn).在考慮到CRH3動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架所采用的Sachs抗蛇行減振器構(gòu)造特征情況下，文獻(xiàn)［4］提出并驗(yàn)證了寬吸能頻帶抗蛇行減振器假設(shè)模型，進(jìn)而給出了3種典型踏

界分叉下小幅輪對(duì)蛇行將不可能引起安全指標(biāo)的超限。同時(shí)，由于輪軌接觸等效線(xiàn)性模型是基于輪對(duì)蛇行幅值3 mm所對(duì)應(yīng)的等效錐度建立的，并未包含輪軌非線(xiàn)性接觸的所有信息，因而直線(xiàn)臨界速度的線(xiàn)性與非線(xiàn)性分析結(jié)果通常存在差異［2，3］。對(duì)于大(半徑)曲線(xiàn)運(yùn)行，最高通過(guò)速度則應(yīng)當(dāng)取決于最大欠超高限定值［4］，因?yàn)榕c曲線(xiàn)臨界速度相比，車(chē)軸橫向力與橫向蠕滑力的平衡狀態(tài)已經(jīng)成為一個(gè)更為重要的制約因素［5］。因?yàn)楦咚俎D(zhuǎn)向架可能存在諸多的非線(xiàn)性影響(如牽引電機(jī)彈性架懸、抗蛇行減振

小竇．但容身．遂蛇行而入。不意蜿蜒數(shù)步，忽睹天光，競(jìng)反出穴外。乃力運(yùn)數(shù)石，塞虎退路．兩穴首皆聚柴而焚之．虎被熏灼，不食頃@而死。(選自清·紀(jì)昀《閱微草堂筆記》卷十一)【注釋】①嵌(qian)空：深陷的樣子。②竇(dou)：洞穴。③蜿蜒：爬動(dòng)。④食頃：一頓飯工夫?！疚难灾R(shí)】釋“名詞作狀語(yǔ)用”。上文“山行遇虎”中的“山行”，意為在山中行走，其中“山”修飾“行”，是名詞作狀語(yǔ)用。又，“蛇行而入”中的“蛇”也是名詞作狀語(yǔ)用，意為像蛇一樣行動(dòng)。又，“力運(yùn)數(shù)石”中的