考虑液体晃动的三大件转向架罐车耦合系统动力学性能研究
储箱内液体晃动动力学分析及防晃结构优化
图２ 滤波前后的加速度 曲线
图 ３给 出了有无阻尼 板情况 下 ， 两种 数值计算 方法对 晃动 的模拟 与试验 的对 比，Ｐ Ｓ Ｈ计算较真实地模 拟 出了试验 中 自由 液面随着储箱加速度变化 ， 从平静到大幅晃动的过程 ， 并且从图
某些时刻 比 Ｃ Ｄ方法要好一些。 Ｆ
黼
１２ Ｓ Ｈ 方法 关键 问题 － Ｐ
为了准确模拟流体动力 学 的问题 ， 防止在 冲击域 内 的求 解 结果产生非物 理震 荡 ， 须对 ＳＨ算 法进 行一些 特别 的处理 ， 必 Ｐ 如添加使用最 为广泛的 Ｍ ｎｇａ 型 的人工粘 度兀 ｏａｈｎ 。 对于不可压缩 流 ， 可以通过利用 Ｍｏａｈｎ提出 的人工压 缩 ｎｇ ａ
蝴 。 悄
暑 ５
一
童
束滤 波
’ 。
玺耋 ＝ 詈
㈩
警 砉（＋）＋ ＝ Ｌ－ 署署Ｌ ．． ＬＥ ＿ Ｉ － Ｌ 簧
生影 响的光滑函数 。
ｃ ４ ，
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一
跚
５Ｚ 波 Ｈ滤
时闻／ ｓ
式中， 表示粒子 ｉ 和粒子 的相对 速度 ， 为粒子 对 粒子 ｉ 产
位于平衡位 置右侧 ，。 为正值 。 盘
Ｙ
为连续性 ， 而不像前 一个 峰值 中所 明显表现 出的瞬 时性 。当给 储箱加装 阻尼板后 ， 液体对储 箱壁的冲击力 度降低 ， 由于阻尼板
４ ０ ｍ、０ ｒ 储箱 的主视 图及压 力测 试 点布 置如 图 １所示 。 ０ ｒ ４ ０ ｍ， ａ ａ
一 一一［ 一 ［一 ｊ Ｉ
叠
液深为储箱 高度一半 ， 储箱 固定 于一 辆轻型卡车上 ， 车由静 止加 速再减速 至静 止状态 ， 车的实测 加速 度 曲线 及滤 波后用 于数 小 值计算 的曲线如图 ２ 所示 ， １ 表 给出了主要 的材料属性参数 。
液罐车辆车—液耦合动力学特性与防侧翻控制方法研究
液罐车辆车—液耦合动力学特性与防侧翻控制方法研究公路液罐车是最广泛的液体危险品运输工具,但由于重心高、液体晃动大且强非线性、液体晃动与车辆运动耦合等特点,易导致侧翻等失稳事故,并极易伴随油品爆炸和泄漏等次生事故,产生更大的危害和损失。
目前的研究大多数采用结构优化的方式改进液罐车的稳定性,并集中于讨论结构、充液比等变量对液体晃动和液罐车动力学特性的影响,但对车-液耦合动力机制、液体晃动对车辆失稳的贡献度等问题的研究还不够深入,而这些都是建立合理的液罐车辆简化模型、针对液罐车辆进行准确有效的主动安全控制的前提。
同时,针对液罐车辆特点的主动防侧翻控制的研究还很少,因此,液罐车辆应该考虑哪些特性、采用何种方法进行防侧翻控制,如何降低误警率、提高防侧翻控制效果,也是急需探索的。
本文依托于国家自然科学基金“公路液罐车液固耦合机理与防侧翻控制研究”(编号:51575224)、吉林省科技发展计划项目“基于电控制动系统的重型商用车稳定性控制”(编号:20170414045GH)和“重型车辆电控气压制动系统开发与匹配”(编号:20150204066GX),在调研国内外液罐车辆动力学特性和主动安全控制方法的研究成果的基础上,针对液罐车辆车-液耦合动力学机理不清和整车侧倾稳定性控制不完善的问题,考虑非满载液罐车液体具有瞬态晃动的特点,重点研究车-液耦合动力机制,提出合理的液罐车内液体晃动动力学模型的简化依据,据此建立能够合理表征实际工况下液罐车内液体特性及对车辆影响的液体非线性晃动等效力学模型,并开发了考虑液体晃动特点的液罐车主动防侧翻控制算法。
主要包括以下几方面的工作:(1)液罐车双向耦合精细模型的建立及车-液耦合动力学特性的分析针对液罐车车-液耦合动力学特性不明,导致液罐车动力学建模缺乏理论指导的问题,在液体晃动特性及其对车辆响应的影响程度不完全确定的情况下,为了尽量精确地模拟液体和车辆的动力学特性,基于FLUENT软件建立液体晃动数值模型,基于TruckSim软件建立车辆动力学模型,通过创建FLUENT 与Truck Sim时序信息双向传递平台建立了液罐车双向耦合精细模型。
罐车转向时液体晃动的仿真分析
车模型示意图如图 1所示.
图 1 罐车模型示意图
计算中 ,为了减少网格数量 ,提高计算效率 , 只对一个单室进行计算. 坐标系固定在罐体上 ,原 点位于单室左侧端面的圆心 , x 轴指向汽车前进 方向且平行于地面 , y 轴垂直地面向上 , z轴平行 于地面向右. 对此计算模型采用结构六面体网格 , 网格数在四万左右 ,如图 2所示. 在涉及到有隔板 的情形时 ,由于隔板厚度与罐体长度方向相比很 小 ,所以在实际网格划分时忽略隔板厚度 ,这样不 仅减少了网格数 ,也可以避免在隔板厚度方向网
1404
力及侧倾力矩的影响.
北 京 航 空 航 天 大 学 学 报 2009年
格过密 ,从而提高了网格质量.
1 计算模型及计算方法
1. 1 控制方程组
本文采用 VOF模型处理罐车内气液两相非
定常湍流流动. 控制方程组包括连续方程和动量
方程.
9ρ 9t
+
9ρui 9xi
摘 要 : 采用 VOF模型对罐车转向时液体晃动进行了数值模拟 ,对单室受力及侧倾 力矩进行了计算. 计算结果表明 ,无防波板时 ,随向心加速度增加 ,竖直 、水平方向受力峰值及 侧倾力矩均变大 ;随充液比增加 ,竖直方向受力峰值增大 ,水平方向受力峰值与侧倾力矩峰值 先增大后减小 ;带防波板时 ,竖直 、水平方向受力峰值减小 ,当防波板面积大于纵剖面积 30% 时防波板面积的增加能显著改善罐体受力 ;侧倾力矩峰值先增大后减小 ,在防波板面积等于纵 剖面积 30%时达到最大值 ,当防波板面积大于纵剖面积 40%时防波板面积增加能提高防晃效 果.
国内外对液体晃动问题都做过大量一般性和 基础性研究 ,但在实际应用中主要是研究较简单 的贮箱结构 [ 1 - 2 ] ,而油罐车罐体内部结构比较复 杂 ,有大尺度的防波板或其他阻尼元件 ,目前对于 液体晃动问题大部分研究都应用在航空航天领 域 [ 3 ] ,真正对罐车内介质晃动的研究很少. 陈铭 年等人用解析法研究了椭圆矩形油罐车转弯时的
我国机车车辆动力学仿真工作所面临的问题及建议
文章编号:1002 7602(2008)02 0013 03我国机车车辆动力学仿真工作所面临的问题及建议刘宏友,王风洲,罗运康,胡洪涛(中国北车集团四方车辆研究所,山东青岛266031)摘 要:阐述了影响机车车辆动力学计算准确性的相关因素,就软件的选用、工程经验的重要性、特种货车动力学性能分析以及专题研究等内容展开了讨论,提出了相应的解决措施,并指出了机车车辆动力学性能仿真技术的发展方向。
关键词:机车车辆;动力学性能;仿真;试验中图分类号:U270.1+1 文献标识码:B近十几年来,我国车辆界人士利用自行编制的软件包及国际通用的车辆动力学仿真软件,在机车车辆动力学性能计算分析方面做了大量有益的工作。
车辆动力学仿真在车辆方案设计阶段发挥了重要作用,车辆动力学分析理论也日趋成熟。
同时,还应当看到,我国车辆动力学仿真工作还有诸多基础问题有待解决。
通常来讲,影响机车车辆动力学计算结果准确性的因素既包括车辆本身的,也包括机车车辆赖以运行的线路;既取决于仿真分析软件的选取,也取决于使用者的工程经验。
本文将对这些问题进行初步探讨,并提出相应的解决措施。
此外,还对机车车辆动力学仿真分析技术的未来发展做出预测。
1 影响机车车辆动力学计算结果准确性的因素1.1 机车车辆参数的准确性问题动力学仿真分析所用到的参数来源很多,既有厂方提供的,也有在公开出版物上摘录的。
但是,这些参数存在差异,有时还差到一个数量级。
例如,同是转K6型转向架,不同计算单位列出的一条轮对的质量最多相差100余kg,转动惯量差别高达1倍。
有时转向架在定型前,其参数被改变过很多次,而定型后的某些参数暂时没有公开,如货车转向架的抗菱刚度与抗剪刚度、客车转向架液压减振器的力学特性曲线等,但是在进行仿真计算时有时仍沿用转向架定型前的参数,此时计算的准确性也就无从谈起。
目前,大量的计算参数由有限元分析得来,从试验结果看,其准确度较高,可以直接用于动力学计算。
磁流体耦合轮对转向架动力学性能的研究
磁流体耦合轮对转向架动力学性能的研究
磁流体耦合轮对转向架动力学性能的研究
建立了磁流体耦合轮对转向架车辆的动力学计算模型.利用数值模拟方法对转向架的动力学性能进行了动态仿真计算,找出了磁流体耦合轮对转向架前后轮对的耦合度对动力学性能的影响规律.通过对传统固定轮对转向架、独立车轮转向架、磁流体耦合轮对转向架动力学性能的比较,发现合理选取转向架前后轮对的耦合度可提高转向架的动力学性能.
作者：池茂儒王开文张卫华作者单位：池茂儒,王开文(西南交通大学机车车辆研究所,四川,成都,610031)
张卫华(西南交通大学牵引动力国家重点试验室,四川,成都,610031)
刊名：西南交通大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY 年，卷(期)：2002 37(6) 分类号：O313.3 U270.1+1 关键词：磁流体动力学仿真耦合轮对。
带环形防晃板的圆柱储液罐三维晃动动力特性研究
带环形防晃板的圆柱储液罐三维晃动动力特性研究贾善坡;赵友清;许成祥;姚华彦【摘要】Based on acoustic models ,and using the coupling method of membrane and acoustic ele-ments ,the dynamics model of 3D liquid sloshing in cylindrical liquid storage tank is established .By u-sing the finite element package ABAQUS ,the relevant programs are made ,the eigen-frequencies and modals of the cylindrical tank liquid sloshing are analyzed and the dynamic characteristics of the cylin-drical liquid tanks with different parameters of baffles are calculated .The obtained results are com-pared with the theoretical solution so as to verify the accuracy and feasibility of this method .The re-sults show that the baffle plays a significant role in anti-sloshing ,and the liquid sloshing characteris-tics have certain relations with the inner-hole diameter and the arrangement of ring baffle .%文章基于声学模型算法，采用膜单元与声学单元耦联方法，建立了储液罐三维晃动动力学模型。
211051762_基于Workbench的油罐车流固耦合系统谐响应分析
１ 理论基础
１ １ 流固耦合理论基础
流体流动遵循物理守恒定律. 基本的守恒定
律包括质量守恒定律、动量守恒定律. 对于一般
的可压缩牛顿流体ꎬ守恒定律可描述为:
质量守恒方程:
∂ρ ｆ
＋ Ñ( ρ ｆ ｖ) ＝ ０.
(１)
∂ｔ
动量守恒方程:
∂ρ ｆ ｖ
＋ Ñ( ρ ｆ ｖｖ － τｆ ) ＝ ｆ ｆ .
Ｇａｓｏｉｌ － ｌｉｑｕｉｄ 材料作为第一、第二相ꎬ设置压力
求解器ꎬ湍流模型为 ｋ － ｅｐｓｉｌｏｎ (２ｅｑｎ) 模型ꎬ设
置罐内参考压强为一个标准大气压ꎬｚ 轴的负方
向为重力方向ꎬ大小为 ９ ８１ ｍ / ｓ２ ꎬ施加侧向加速
度( ｙ 轴方向) ꎬ大小为 ０ ９８１ ｍ / ｓ２ (０ １ｇ) . 其他
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第６期
王明慧ꎬ等:基于 Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ 的油罐车流固耦合系统谐响应分析
表 １ 不同充液率各频率下的应力
度基础激励ꎬ可以发现油罐的应力最大值在全约
Ｔａｂｌｅ １ Ｓｔｒｅｓｓｅｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｉｌｌｉｎｇ ｒａｔｅｓ
(２)
∂ｔ
式中:ｔ 表示时间ꎻｆ ｆ 是体积力矢量ꎻρ ｆ 是流体密
收稿日期: ２０２１ － １０ － ０５
基金项目: 国家自然科学基金(１２００２２１９) ꎻ辽宁省教育厅一般项目( ＬＱ２０１９００８)
作者简介: 王明慧(１９９７—) ꎬ男ꎬ安徽亳州人ꎬ硕士研究生在读ꎬ主要从事特种装备安全评估的研究.
ｅｎｔ) 模块ꎬ先进行流体域求解. 把上述罐体模型
贮箱内液体晃动动力学分析及结构防晃技术研究
南京航空航天大学博士学位论文贮箱内液体晃动动力学分析及结构防晃技术研究姓名：***申请学位级别：博士专业：飞行器设计指导教师：***2010-09南京航空航天大学博士学位论文摘 要 液体晃动问题广泛存在于航空航天、船舶及路面交通运输等领域。
飞机在起飞、着陆与飞行过程中，由于外加激励引发的油箱燃油的晃动会带来不利的影响：一方面，对油箱结构产生循环往复的冲击载荷，造成结构的疲劳破坏；另一方面，燃油重心的变化可能会改变全机的重心分布，影响飞机的稳定性。
目前，国内外关于飞机油箱的晃动问题研究主要集中在液体晃动对结构的破坏，并且主要依赖于成本很高的试验。
因此开展飞机油箱液体晃动的数值方法研究及油箱结构的防晃设计，具有重要的学术价值和工程指导意义。
首先，对带自由液面的贮箱内连续、不可压缩液体的晃动进行了数学描述，建立了拉格朗日描述下的流体动力学N-S方程，阐述了结构边界和自由液面处的流体运动学边界条件及动力学边界条件，给出了贮箱壁动水压力的计算表达式，论述了弹性薄板的基本理论。
推导了N-S 方程的光滑粒子动力学（SPH）形式，给出了使用SPH方法进行水动力学模拟所需的基本条件以及相关的处理方法，对人工粘性、固壁边界处理及不可压缩流的求解问题等方面进行了探讨。
其次，采用SPH方法对国外文献中的两个液体晃动试验进行了数值模拟。
计算了棱形液舱在外加正弦转动激励下，5种工况的液体晃动特性，并与试验进行了对比，探讨了贮箱充液比、晃动周期及晃动振幅对贮箱壁压力的影响；计算了有无阻尼板矩形贮箱在加速度平动激励下液体的晃动特性，并与试验以及文献中的CFD数值方法进行了对比。
数值计算结果与试验结果吻合较好，并获得了液体大幅晃动下，波浪的翻卷及破碎等强非线性现象。
合理准确的SPH数值计算方法为飞机油箱液体的晃动计算奠定了基础。
针对A型飞机副油箱及B型飞机机翼油箱，根据飞机油箱晃动试验的要求，对两类油箱进行了5个晃动周期内的数值模拟。
基于液体侧向晃动非线性等效机械模型的液罐车行驶稳定性研究
基于液体侧向晃动非线性等效机械模型的液罐车行驶稳定性研究液罐车作为液体货物运输的主要载体,在货物运输中占有重要比重。
由于液罐车运输货物的特殊性,液罐车发生交通事故造成的危害往往比其它车辆更严重。
统计发现,液罐车在高速弯道处易发生单车侧翻事故。
因此,有必要对液罐车的动力学特性进行研究,分析其行驶稳定特性。
本文以罐内液体冲击动力学特性为出发点,将液体的运动转化为机械运动,并构建液罐车动力学模型,最后通过仿真分析液罐车的横向稳定性和侧翻特性。
主要研究工作及结论如下:(1)构建了考虑阻尼耗散作用的液体冲击等效机械模型。
以圆柱形罐体和椭圆柱形罐体为研究对象,通过对充液比0.1~0.9和侧向激励为0.1g~1.0g晃动条件下的罐内液体冲击的振荡特性和衰减特性进行了研究,确定了液体冲击的质心运动轨迹及阻尼系数。
并通过对液体质心进行运动学和力学分析,构建了能够描述圆柱和椭圆柱罐体内液体冲击的考虑阻尼耗散作用的等效机械模型,将液体的运动转化为机械运动。
(2)构建了考虑侧翻特性的液罐车动力学模型。
构建模型时,将液罐车分为簧上、簧下、静止液体及运动液体四部分,分别建立了各自的坐标系及整车坐标系。
在此基础上,分析其动力学特性,并将液体冲击的等效机械模型耦合到整车模型中,构建出以侧向运动、横摆运动、侧倾运动及钟摆运动为自由度的液罐车整车简化动力学模型。
此外,模型还考虑了货物装载量对各部分质心位置变化的影响,以及车辆行驶过程中载荷横向转移对轮胎侧偏力的影响。
(3)对液罐车动力学特性进行了仿真分析。
利用构建的液罐车动力学模型和普通载货汽车模型,对充液比0.1~0.9(间隔取0.1)、液体无量纲阻尼系数0~0.2(间隔取0.1),圆柱及两种椭圆柱罐体条件(即罐体横截面长短轴之比1、1.5、2),从液罐车的横向稳定性和侧翻特性两个方面进行了仿真分析。
结果表明,当充液比为40%~50%左右,即货物装载量在40%~50%左右时,液罐车的横向稳定性和侧翻稳定性均表现比较差;罐体长短轴之比越大,液罐车横向稳定性越低,侧翻稳定性是先降低后提高;液体的无量纲阻尼系数对液罐车的横向稳定性及侧翻稳定性影响不大。
汽车罐车纵板式防侧翻罐体转向时油液晃动仿真分析
汽车罐车纵板式防侧翻罐体转向时油液晃动仿真分析马齐江;程江峰;许文超;王开松【摘要】采用VOF模型对罐车转向时有纵板和无纵板罐体油液晃动进行了数值模拟,对影响罐车稳定的侧倾力矩的因素和大小进行分析.分析结果表明,无纵板罐体内油液对罐壁的作用延迟,瞬时冲击力大,与此同时油液晃动剧烈,导致其质心抬高,造成车辆瞬时侧向冲击力矩巨大;而有纵板时,纵板抑制油液晃动,抑制油液的冲击响应迅速,对罐体的最大侧向冲击力小,质心低,所以车辆侧倾力矩小.【期刊名称】《蚌埠学院学报》【年(卷),期】2017(006)003【总页数】5页(P12-16)【关键词】VOF模型;防侧翻纵板;瞬时冲击力;质心;侧倾力矩【作者】马齐江;程江峰;许文超;王开松【作者单位】滁州学院机械与汽车工程学院,安徽滁州 239000;安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南 232001;安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南 232001;安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南 232001【正文语种】中文【中图分类】U469.61油罐车罐体多处于非满载状态，一般充液比不低于0.5，不高于0.9[1]。
油罐车在十字路口转向时，如果车速较快，油液对罐体内壁产生的瞬时冲击力，极易造成车体侧翻，带来重大交通事故[2-4]。
所以，针对油罐车转向时油液的横向冲击力的研究，找出相关影响因素，对油罐车的防侧翻控制和行驶稳定性有重要的意义。
近年来，国内外学者对油罐车中油液晃动的问题作了大量研究。
郑雪莲等研究了瞬时液体冲击工况下车辆侧倾的稳定性问题[4]；文献[5]-[6]研究了不同充液比、不同防波板面积及不同罐体半径情况下，罐车在制动工况下罐体中油液晃动动力学问题；赵树恩等研究了纵向防波板的数量和尺寸对罐体受到的液体晃动力的影响[7]；笔者所在的课题组提出了油罐车纵板式罐体的设计[8]，采用流体仿真软件Fluent对罐体内油液的冲击特性进行了初步研究。
但上述文献针对罐车有、无纵向防波板的罐体的工况下，油液对罐体的横向冲击影响因素的研究并不十分全面。
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充分 考虑 了各 种非线 性 因 素 ，包 括 轮轨 接 触 几何 非 统 的稳 定性 、曲线 通过 能力 和 随机 响应不 利 。
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈｅ Ｃｏ ｐ ｉ ｇ Ｓ ｓ ｅ ｎ ｍ ｉ ｓ ｆ ｒ Ｔｈｒ ｅ Ｐｉ ｃ ｇ ｅ ｔ ｄ ｎ ｔ ｕ ｌｎ ｙ ｔ ｍ Ｄｙ ａ ｃ ｏ ｅ － ｅ ｅ Ｂｏ ｉ Ｔａ ｋ Ｃａ ｓ Ｔａ ｉ ｇ ｉ ｏ Ａｃ ｏ ｎｔｔ ｑ ｉ ｌ ｓ ｉ ｇ ｎ ｒ ｋ ｎ ｎｔ ｃ ｕ ｈｅ Ｌｉ ｕ ｄ Ｓ ｏ ｈ ｎ
收 稿 日期 ：２ ０—７ ｌ ０ ５０ １
作者简介 ：王
勇 （ ９２ ） １７ ，男 ，辽宁丹东人 ，讲师 ，博士 。
维普资讯
１８ ３
中
国
铁
道
科
学
第 ２ ７卷
Ｃｏ ｓｄ ｒ ｇ ｔ ｅ ｓ ｅ ｉｌ ｙ ｏ ｈ ｉｕｄ ｃ ｒ ｏ ｎ ｉｅ ｉ ｈ ｐ ｃａｉ ｆｔ ｅ ｌ ｉ ａ ｇ ｎ ｔ ｑ
６０３） １０ １
针对 铁路 罐车 所运输 货 物 的特殊 性 ，研究 罐体 线 性 、轮 轨 相 互 作 用 力 的 非 线 性 和 转 向 架 抗 菱 刚 内液体 晃 动对车 辆 系统动 力学 性 能 的影 响 以及 三 大 度 、随速度变 化 的干摩 擦 阻尼等 各 种 货 车悬 挂 元 件 件 转 向架 的主要悬 挂参 数 和转 向架 的选 型 ，以寻 求 的非 线性 。 改进 三大 件转 向架 货车 的动 力学性 能 的途径 。 ３ ）运 用直 接 数 值 积 分 方 法 研究 车 辆 系 统 的运 １ ）采用 液 固耦 合 系统 动 力 学 和 多 刚 体 系 统 动 动稳定 性 、曲线通 过 和运行 平 稳 性 ，并 分别 对 转 向 力学 ，研究 平放 圆柱 形罐 体 内液 体 的力学 形 态 。分 架 的几 个基本 参数 、各 种机 构 的参 数 以及 液 体 晃 动
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第２ 卷， ４ ７ 第 期 ２０ ０ ６年 ７月
文 章 编 号 ：１ ０—６ ２ （０ ６ ４０ ３—２ ０ １４ ３ ２０ ）０ —１ ７０
・
中 国 铁 道 科 学
ＣＨＩ ＮＡ ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ ＣＩ ＮＣＥ Ｓ Ｅ
ｃ ｒ ｉｄ ｂ ａ ｌ ｙ ｔ ｎ ａ ， ｔ ｅ ｅ ｆ ｃ ｆ ｉ ｕ ｄ ａ ｒｅ ｙ ｒ ｉ ｗａ ａ ｋ ｃ ｒ ｈ ｆ ｅ ｔ ｏ ｌ ｉ ｑ
ｌ ｈ ｉｓ ｒ ａ ｉ ｎ ｎ ｔ ｅｄ ｓ ｅｔ ｔ ． ｏ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ４ Ｉ２ ．
Ｊｌ ｕｙ，２ ０ ０６
博士学位论文摘要 ・
考 虑 液体 晃 动 的三大 件 转 向架 罐 车 耦 合 系统 动 力 学 性 能 研 究
王 勇 ，沈 志 云 （ 导 ） 博
（ 西南交通大学 牵引动力 国家重点实验室 ，Ｎｉ 成都 ｌ Ｉ
关键 词 ：液体 晃 动 ；三 大 件 转 向 架 ；罐 车 ；耦 合 系 统 ；车辆 动力 学 中 图分 类 号 ：Ｕ２ ０ １ ：Ｕ２ ２ ４ ７．１ ７ ． 文献 标 识 码 ：Ａ
性 。结 果表 明 ，采 用前 三 阶模 态可 以很好 地 等 效液 良好 的动力 学性 能 ；迫导 向机 构对 车 辆 系 统 临界 速
体 晃动 的作用 效果 。
度 的提 高 和 通 过 曲线 时 各 性 能 指 标 的 改 善 效 果 显
２ ）建 立 考虑 液体 晃 动 的三 大 件 转 向架 罐 车 的 著 ，是解 决 车辆系 统运 动稳 定 性 与 曲线通 过 能 力 之 通用 非线性 数学 模 型 ，该 模型 适 用 于对 常规 三 大 件 间矛盾 的有效 途径 。一般 情 况下 罐 车 所装 载 的液体 转 向架 、迫 导 向径 向转 向架 、 自导 向径 向转 向架 、 货 物不 可能是 全充 满 的 ， 自由液 面 的 液体 晃 动对 车 侧 架交 叉支撑 转 向架 和考 虑 （ 不考 虑 ）液 体 货物 辆系统 动力 学性 能产 生一 定 的影 响 ，在 半 充液 情 况 或 晃 动 的铁 路罐 车动力 学 性 能进 行仿 真 分 析 。模 型 中 下 ，对 车辆 系统 动力学 性 能 的影 响最 大 ，对 车 辆 系
析液体 在 晃 动 时 的力 学 特性 ，利 用 Ｈａ ｌ ｎ原 理 对车辆系统动力学性能的影响进行分析对 比。研究 ｍｉ ｏ ｔ 和 Ｒｉ 方法 求解 液体 晃动 的 固有频 率和 模态 ，并 根 车辆 系统在 直线 上失 稳后 所产 生 的复 杂运 动 ，发 现 ｔ ｚ
据 等效原 则建立 罐 体 内液 体 晃 动 的弹 簧质 量块 等效 在 一定 的初始 条件 和速 度 下 ，三大 件转 向架 罐 车 会 力学模 型 。给 出一长 方形 贮箱 的计算 结 果并 与其 解 出现拟周 期解 和混 沌运 动 ；选 择合 适 的机 构 并 与转 析解进 行 对 比 ，以 验 证 本 文 方 法 的有 效 性 和 准 确 向架 的基 本参数 合 理 匹配 ，三 大件转 向架 可 以具 有