基于SD振子的高速货车转向架二系悬挂系统参数设计

发布时间：2020-06-19 11:00

【摘要】：二系悬挂装置的垂向刚度是影响车辆运行垂向平稳性最敏感的参数。目前国内外采用的转向架二系悬挂装置在垂向表现为线性刚度特征,一方面因为结构设计具有一定的空间尺寸性造成随着载重的增加要求承载刚度而不断增加,以保证承载后的结构变形处于一定的范围之内;另一方面为保证车辆运行的垂向平稳性,需要降低悬挂装置的垂向刚度以提高其隔振效率。这必然会造成悬挂装置垂向刚度取值的矛盾,目前的转向架二系悬挂装置垂向刚度仅是在综合考虑两方面的影响之后进行设计,而无法达到二者同时进行优化的效果。随着重载快捷货车的发展,对转向架的要求将不断提高,如何实现转向架二系悬挂装置承载隔振一体化设计将成为重要问题。本文主要目的为基于SD振子的几何非线性设计方法,构建一类具有非线性刚度特性的二系悬挂系统。通过调节几何参数使得该系统刚度特性表现为高静低动刚度,使其同时具有较高的承载能力和隔振效率,以解决目前重载快捷货车所存在的垂向平稳性问题。基于目前的转向架技术和SD振子理论对现有的二系悬挂系统模型进行修改,提出具有非线性刚度特征的改进后悬挂系统理论模型。对系统空间刚度分布进行分析,给出准零刚度及稳定准零刚度实现条件。并利用平均法对系统的垂向动力学性能进行分析。建立整车动力仿真模型,通过仿真分析厘清改进后二系悬挂系统三方向等效刚度和车辆运行性能之间的关系机理。结合转向架具体构造情况,确定二系悬挂系统的参数选取。在此基础上对转向架二系悬挂系统改进前后的车辆进行动力学仿真分析,比较其蛇形稳定性、曲线通过性和直线平稳性等方面的性能差异。结论表明,可以通过合理的参数配置,使车辆在保证相同承载能力和其它性能指标满足要求的前提下大幅度提高车辆的垂向平稳性能。达到二系悬挂系统承载隔振一体化设计目的。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.33
【图文】：

图 2-1 （a）转向架-车体示意图，（b）转向架-车体理论模型在图 2-1（a）中，垂向左右两根弹簧简化为（b）图中S1弹簧，纵向四根弹簧为（b）图中S2和S4弹簧，横向左右两根弹簧简化为（b）图中S3和S5弹簧。在（b）中，X 方向为纵向、Y 方向为横向、Z 方向为垂向，A、B、C、D、O 为架同一水平面上五个点。E、O 位于同一竖直线上，质量为 m 的车体位于 O

图 2-2 幅频响应图 2-2 反映了激励系数f固定不同阻尼比 时系统响应幅值b 和频率 之间的关系，可以看出相同阻尼比时，当系统频率从 0 开始增加时，响应幅值 逐渐增加，当响应达到峰值时会发生跳跃现象，并随着频率的增加响应幅值逐渐降低。从图中的四条曲线可以看出当阻尼比 逐渐增大时系统的跳跃线性明显减弱，跳

【参考文献】

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本文编号：2720701