车辆液压减振器阻尼特性演变规律及其参数在线辨识方法研究

发布时间：2020-06-29 13:24

【摘要】：随着轨道车辆运行时速的提高,车辆运行过程中的稳定性和乘坐舒适性已经引起了越来越多专家学者的关注。液压减振器作为本文的研究对象,其在改善车辆运行过程中的动力学性能方面起到了非常重要的作用,特别是抗蛇行减振器的引入很大程度上提高了车辆的临界速度。因此,开展轨道车辆液压减振器的研究具有很好的工程应用价值。首先,从减振器的内部结构特性入手,探究减振器表现出来的外部阻尼特性,由于减振器内部各类阀系的存在使得减振器的活塞速度达到一定时要出现阻尼力的卸荷现象,因此减振器表现出非线性的阻尼特性。当活塞以低频高幅工作时,其减振器内部的动态液压刚度、两端连接处橡胶节点刚度及安装座刚度将不能忽略,可以把减振器的阻尼特性描述成阻尼器和弹簧的串联结构,因此减振器活塞速度与阻尼力之间出现了相位差。利用MTS液压检测系统中的Damper模块设计液压减振器试验,所用的试验材料为动车组四级修时批量更换下的减振器,主要是为了检测减振器的动静态特性是否符合实际线路的应用要求,避免在减振器的全寿命周期中出现维修过渡和欠维修的情况,以及为研究减振器的视情维修或维修周期延长提供参考价值。分析四级修更换下来的抗蛇形减振器的静态阻尼力与活塞速度之间阻尼特性曲线可以发现,四级修更换下的抗蛇形减振器在活塞速度比较低时出现了部分减振器的阻尼力超出三级修阻尼力的检修公差范围,但在卸荷区间内抗蛇形减振器的阻尼力满足其三级修阻尼力的公差范围,同时抗蛇形减振器的一般工作区间在卸荷区;对比三级修和四级修时减振器阻尼力的变化,可以发现四级修的减振器阻尼力在拉伸过程中明显低于三级修时减振器的阻尼力;同时研究减振器的阻尼特性随加载次数增加的演变规律可以发现,减振器相同的工作周期内消耗的能量随加载次数的增加显下降的趋势,同时相同加载的位移工况下检测的示功图的饱满度也随着加载次数的增加显下降的趋势;当减振器试验的加载次数较多时会出现减振器示功图的突变,即减振器的阻尼力出现突变现象,可能已经出现了减振器内部的磨损。在分析减振器静态特性、动态特性和阻尼特性演化规律的基础上,借助于多体动力学仿真软件构建车辆系统动力学模型,仿真和评估减振器阻尼值的变化对车辆的动力学性能、振动、振动传递比之间的影响,并为后续研究减振器阻尼值辨识方法提供直观的认识。最后,简单介绍了含有遗忘因子λ的递推最小二乘法在减振器阻尼值辨识方面的应用,同时构建了用于车辆减振器阻尼值辨识的“输入-输出”模型,利用Simpack软件建立的车辆模型提取“输入-输出”模型中所需要的输入状态数据和输出观察数据,最终利用递推最小二乘法实现减振器阻尼值的参数辨识,并分析了可变的遗忘因子λ、评估参数θ的初值、算法中误差方差预测阵P的初值、不同速度等级和不同线路对最终参数辨识结果的影响。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.335.1
【图文】：

高速轨道,高速铁路,列车,快速发展

第一章绪论景与意义输作为国民经济的重要基础设施直接关系到人民的生活和社会时代下的“新四大发明”之一，正以快速便捷和安全可靠的优的发展，特别自2004年铁道部确立了铁路系统中的引进吸收再路系统得到了迅速发展，截止到 2016 底我国高速列车的运营里，实际设计运行速度可以高达 350-380km/h，每天上线的列车《铁路“十三五”发展规划》中提出了 2020 年我国铁路线路的 3 万公里，高速线路网覆盖到我国 80%以上的大城市，贯通特到 350 公里，同时构建出“八纵八横”主通道，如图 1- 1 所示

高速动车组,液压减振器,筒式,转向架

图 2- 1 高速动车组转向架上的减振器简要介绍车辆上使用的筒式液压减振器的结构特征，其工作原理是当活运动时其液压缸中的液压油流经各类阀系小孔时产生阻尼作用，从而减缓了端的冲击作用，如图 2- 2 所示，介绍了轨道车辆上使用的一类典型液压减构[23,43]。

【参考文献】