基于實測模態(tài)的車體剛?cè)狁詈虾喕Ｐ脱芯?pdf

1、研究車體振動響應是鐵道車輛設計的重要組成部分，鐵道車輛輕量化設計導致車體彈性振動加劇。剛體模型是車體研究初期常用的動力學模型，但分析車體彈性振動時剛體模型已經(jīng)不能滿足要求。柔性體模型采用模態(tài)疊加法，是目前分析車體彈性振動最常用的方法，但將車體工作模態(tài)考慮到動力學仿真模型時，建立準確的車體柔性體模型難度大。
　　論文基于結(jié)構(gòu)模態(tài)理論提出剛?cè)狁詈虾喕Ｐ?，推導質(zhì)量、質(zhì)心位置、轉(zhuǎn)動慣量和力元剛度解析表達式。針對某高速列車頭車開展工作模態(tài)

2、試驗與線路試驗，獲得車體一階垂彎、一階橫彎和一階扭轉(zhuǎn)工作模態(tài)頻率，測量車體中部垂向、橫向與右側(cè)枕梁垂向振動加速度。利用多體動力學軟件SIMPACK建立剛?cè)狁詈虾喕Ｐ汀傮w模型和柔性體模型。通過工作模態(tài)試驗結(jié)果獲得剛?cè)狁詈虾喕Ｐ土υ獎偠龋ㄟ^線路實測響應獲得力元阻尼。
　　對比三種模型與實測信號頻譜圖驗證剛?cè)狁詈虾喕Ｐ涂尚行?。通過動力學指標計算，對比剛?cè)狁詈虾喕Ｐ团c現(xiàn)有模型差異。結(jié)果表明:在運行穩(wěn)定性和安全性仿真時剛?cè)狁詈虾?/p>

3、化模型與剛體模型、柔性體模型吻合度高，在計算輪軸橫向力與脫軌系數(shù)時剛體模型低估了列車實際運行性能，剛?cè)狁詈虾喕Ｐ团c柔性體模型結(jié)果相近。車體彈性振動對于平穩(wěn)性和舒適度影響較大，在計算平穩(wěn)性時剛?cè)狁詈虾喕Ｐ团c臺架試驗結(jié)果吻合度高，在計算舒適度時剛?cè)狁詈虾喕Ｐ捅葎傮w模型更能反應彈性振動的影響，因此剛?cè)狁詈虾喕Ｐ涂捎糜谥笇嶋H工程設計。
　　剛?cè)狁詈虾喕Ｐ湍芸焖佟蚀_的考慮車體一階垂彎、一階橫彎和一階扭轉(zhuǎn)，同時使彈性振動相互解耦

4、，滿足模態(tài)信息、振動響應與實測結(jié)果對應，比柔性體模型具有更高的工程應用價值。通過剛?cè)狁詈虾喕Ｐ脱芯吭撥囕v懸掛參數(shù)對車體振動影響，結(jié)果表明:隨著一系垂向剛度、二系垂向剛度的增大，車體垂向平穩(wěn)性指標與振動加速度均方根增大，因此一系垂向剛度、二系垂向剛度在滿足結(jié)構(gòu)設計時建議選取較小值以減少車體振動;一系垂向阻尼對車體振動的影響與二系垂向阻尼取值有關，提高列車運行速度，選擇合理的一系垂向阻尼、二系垂向阻尼可以改善車體垂向平穩(wěn)性與振動加速度均方