转向架在轨道上的运动仿真总结
城市轨道工程车辆转向架动力学研究
城市轨道工程车辆转向架动力学研究
摘要：城市轨道工程车辆转向架的动力学性能需要满足运行要求，通过采取SIMPACK 软件对工程车辆转向架的动力学性能进行分析，并进行验证，结果表明
转向架的整体性能指标满足设计要求。
关键词：城市轨道；车辆转向架；动力学
一、转向架的基本结构
转向架结构主要是由构架、一系悬挂和二系悬挂装置、轮对驱动装置、基础
制动装置安装、轮缘润滑装置等部件构成（见图1）。
该转向架采用两系弹簧悬挂，轮对采用转臂定位方式，转臂节点与双卷螺旋弹簧和一系橡胶垫共同构成轴
箱悬挂，提供垂向刚度及车辆运行时所需要的纵向和横向刚度。
此外，一系悬挂
还设置有专门的垂向液压减振器，以提供减振作用。
转向架二系悬挂根据最高运
行速度和该地铁车辆行驶时制动距离的要求，转向架的基础制动装置采用踏面制
动方式。
从表8的计算结果可知，地铁工程车以表7中设置的各种线路工况通过曲线时，轮轨横
向力Q（kN）、轮轴横向力 H（kN）、脱轨系数Q/P和轮重减载率ΔP/P等安全性指标都满
足GB5595－85要求。
六、结束语
车辆直线运行稳定性预测结果如下：在新轮情况下，非线性临界速度达到 200 km/h，车
辆运行稳定性均能满足运行要求。
车辆直线运行平稳性及曲线通过安全性均达到标准，因此，地铁工程车的运行安全性满足要求。
参考文献：
［1］杨志华，陈成，毛如香．地铁工程维护车的新发展［J］．电力机车与城轨车辆，2010（4）．
［2］秦小凤．电力蓄电池双能源地铁工程车的发展与应用［J］．科技探索及应用，2012（6）．。
摇臂转向架式月球车移动系统的拓扑设计及仿真分析
１ 言 引
月球 车用 于未来 的深空探测任务 ，与传统 的移动机器人不 月球车的工作环境决定 的Ⅲ 。月面是一个极其复杂、 不确知的（ 或
３月 球 车移 动 系统 的拓 扑设 计 及分 析
从机构学的角度讲 ， 月球车的移动系统是整车的骨架和执行
同， 在移动系统结构上具有一定 的特殊性 ， 这种特殊性主要是 由 ３１ ． 六轮月球车移动系统拓扑设计及分析 部分确知的） 非结构化环境 ， 因此 ， 所设计的月球 车移动系统必须 器 ， 其主要特点是 ： 机构 自由度 ； 运动时月球车移动机构 的位姿可 具有较强的地形适应 能力 。 摇臂—转 向架式月球车是火星探测任 实现高精度 、 连续 、 复杂变化 ； 移动机构的尺度参数 、 惯性参数 、 拓
‘
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【 ｂｔ ｃ］ｃｏｄ ｇ ｏ ｈ ｈｒ ｔ ｉｉ ｌ ａ ｅｖ ｏｍ ｎ ａｄ ｏｉｔａａ ｓ ｌ ａ ｒ ｅ， ； Ａ ｓ ａｔ ｃｒｉ ｅ ａ ｃ ｒ ｔｓｆ ｕ ｒ ｎｉ ｎ ｅ ｔｎ ｂ ｉ ｌ ｉｏ ｕ ｒｏ ｒ ｒ Ａ ｎ ｔ ｔ ｃ ａ ｅ ｓｃ ｏ ｎ ｒ ｍ ｌ ｎ ｙｓ ｙ ｆ ｎ ｖ
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转向架故障分析及改进方法
摘要随着我国高速铁路的发展,高速列车的安全稳定运行成为人们关注的热点。
转向架是连接车体和轨道的唯一通道,转向架关键部件的性能蜕变和故障状态直接导致车体和转向架振动形式改变,同时也严重威胁到列车的运行安全。
列车车体和转向架的振动信号中蕴含了丰富的信息,有效地运用这些信息进行转向架关键部件的故障诊断、部件性能蜕化估计和故障预警,对保障列车安全稳定运行具有重要的理论意义和工程应用价值。
然而,列车的振动信号是典型的复杂度高、耦合性和不确定性强的非线性信号,传统的单一特征提取方法难以达到有效识别故障的目的,亟需探寻新的特征提取和特征融合方法,以更有效地实现转向架故障诊断与性态估计。
鉴于此,论文在系统分析信息测度理论主要指标物理意义的基础上,提出了信息测度理论中信息熵和复杂性测度算法与时频分析方法相结合的特征提取和分析框架,针对高速列车转向架故障信号特征提取、关键部件性能蜕化估计、多特征融合与降维等问题,开展了以下研究工作：1)论文研究了5种小波信息熵在表征机械振动信号方面的含义和小波信息熵测度在高速列车转向架故障识别中的适用性,并将其应用于高速列车转向架故障振动信号的特征提取。
将多种小波信息熵构成高维特征向量用于转向架关键部件的故障状态识别。
2)将信息测度与聚合经验模态分解方法相结合,研究了一系列经验模态信息熵和经验模态复杂度,提出了基于经验模态信息测度的高速列车转向架故障特征提取方法。
该方法首先对高速列车转向架故障仿真信号进行聚合经验模态分解,对分解后的各个固有模态函数进行筛选,最后分别提取信息测度指标作为故障信号的特征。
通过对转向架故障类型的正确识别,验证了经验模态分解下的信息测度在高速列车故障信号特征提取中的可行性与有效性。
3)为了解决列车实际运行时出现的部件服役性态逐渐蜕变过程中的状态估计问题,论文提出了一种基于关联信息测度的特征提取方法。
分析了部件性能蜕变的各个阶段振动信号与正常状态下振动信号之间的关联关系,对该关联关系进行量化分析,以表征部件参数的蜕变程度,据此提出了利用互相关样本熵和相对聚合经验模态能量熵来描述转向架的性能蜕化的特征。
基于LMS Virtual.Lab的货车转向架疲劳性能仿真研究
在心盘横端面，二者均以面压力载荷的形式加载，如图2所示;轨
道扭曲载荷作用在1、4位或2、3位线弹簧单元处，以14mm的垂 向抬高量施加。
3.1.3组合工况
为验证该货物列车在极限载荷共同作用的实际运营条件
下,转向架构架是否产生塑性永久变形，进行的超常载荷工况验
算，如表2所示。
表2超常载荷工况 Tab.2 Extraordinary Load Conditions
50%。基于运营安全性考虑，将上述边界条件同时施加到疲劳分 析的构架有限元模型中。UIC标准规定的动态载荷疲劳加载试 验分为三阶段，如图5所示。
Fig.5 Three-Stage Diagram of Fatigue Test Loading
5.2.2有限元计算结果的导入
该平台提供了广泛的数据接口，能够直接读取各类有限元 软件的模型和计算结果文件，并以此为基础进行疲劳分析。将经
度条件下材料的屈服强度应大于325 MPa。基于安全考虑，同时
依据EN12663标准冏，超常工况下非焊缝区安全系数取1.15,因此
其许用应力取值为282MPao
No.7
266
机械设计与制造
July.2021
4.2焊接构架静强度评价
在超常载荷工况下，转向架最大Von Mises应力出现在第四 工况，位置出现在轴箱上表面外侧与构架侧梁下盖板交界处 ，值
3.2.2约束条件
约束条件与静强度分析一致,强制位移约束都是施加在线 弹簧单元处。不同的是，将施加在线弹簧单元处的轨道扭曲载荷
更改为7mm的垂向抬高值。
4焊接构架的静强度评价
4.1焊接构架静强度标准
UIC规定,对由延展性较好的塑性材料组成的构架进行静强
超高速列车的轨道设计与仿真分析
超高速列车的轨道设计与仿真分析一、引言超高速列车是一种运行速度超过每小时350公里的高速铁路列车，其优点包括运行速度高、运输能力大、环保节能等。
而超高速列车的轨道设计与仿真分析则是保持列车稳定运行的关键。
本文将从轨道几何学与轨道力学两个方面来详细讲解超高速列车的轨道设计与仿真分析。
二、轨道几何学1、轨道形状设计超高速列车的轨道形状设计需要考虑列车运行时的曲率影响、车辆横向加速度、轨道弯矩以及垂向高程等因素。
在轨道形状设计中涉及到的参数包括曲线半径、曲线超高、平面曲率半径等。
轨道曲率半径是指轨道在水平方向上的弯曲程度，曲率半径越小表示曲线的弯曲程度越大。
但是曲线半径过小也会影响车辆的稳定性因此一般情况下轨道曲率半径都会设计在几千米以上。
曲线超高则是指曲线两侧轨道中心线所在的高度差，它是影响车辆横向稳定性的主要因素之一。
曲线超高值也要根据列车的速度和曲率设计合理的数值。
平面曲率半径则是指轨道中线在水平方向上的曲率半径，平面曲率半径也是保证车辆横向稳定运行的重要参数之一。
2、轨道道床设计超高速列车在高速运行过程中，会受到不同方向的振动力，因此需要有合理的轨道道床设计。
在轨道道床设计中常用的材料包括混凝土、钢筋混凝土等。
此外还需要结合不同的轨道类型，通过合理的道床设计来减少列车振动，提高行车舒适度。
三、轨道力学1、轨道钢材种类超高速列车的运行速度很高，因此轨道也需要使用高强度、高耐磨的钢材。
在轨道钢材选择中，需要考虑钢材的强度、韧性、耐磨性等因素，使其具有较高的使用寿命和稳定安全性。
2、轨道动态响应超高速列车的运行过程中，轨道也会产生一定的振动并对列车的运行稳定性产生影响，因此需要进行轨道动态响应的仿真分析。
进而可以分析与改进轨道、轮对等部件的设计参数，以提高超高速列车的整体运行效率。
本文提到的轨道轨道几何学与轨道力学是超高速列车的核心技术之一。
轨道形状设计需要根据列车速度、曲率半径、曲线超高等参数进行精准调整和合理设计，以提高列车的运行速度和安全性。
轨道车辆动力学仿真分析技术研究
轨道车辆动力学仿真分析技术研究一、引言轨道车辆是现代化交通运输系统的重要组成部分，其安全、可靠和舒适性是保障城市交通快速发展的关键。
为了提高轨道车辆的性能、降低能耗和延长使用寿命，轨道车辆动力学仿真分析技术已经成为轨道车辆研究领域的重要方法之一。
本文将对轨道车辆动力学仿真分析技术的研究现状和发展趋势进行探讨。
二、轨道车辆动力学仿真分析技术概述轨道车辆动力学仿真分析技术是指利用计算机技术，以数字化的方式模拟轨道车辆的运动规律和力学特性，从而评估轨道车辆的运行性能和系统安全，设计优化轨道车辆的结构和控制系统，提高轨道车辆的经济性和环保性。
轨道车辆动力学仿真分析技术主要包括以下方面：1.建立轨道车辆的运动学和动力学模型，分析车辆的行驶、曲线通过、追踪行车、制动和加速等过程，评估车辆的动态特性。
2.建立轨道车辆的结构模型，分析车体、车架、悬挂、车轮等零部件的受力情况和变形情况，评估车辆的静态和动态刚度。
3.建立轨道车辆的控制系统模型，分析车辆的车速、加速度、制动力和牵引力等控制量的变化过程，评估车辆的控制性能。
4.进行轨道车辆的系统仿真，模拟真实的运行场景，评估车辆的安全性和运行稳定性。
轨道车辆动力学仿真分析技术主要有两种实现方式：一种是基于多体动力学理论的仿真分析，另一种是基于有限元方法的结构分析。
三、轨道车辆动力学仿真分析技术的应用轨道车辆动力学仿真分析技术在轨道交通领域的应用已经十分广泛，其中主要包括以下几个方面：1.轨道车辆的设计和改进利用仿真技术可以对轨道车辆的结构、悬挂系统、制动系统、牵引系统等进行设计和改进，优化车辆的性能和经济性。
2.轨道车辆的运行控制利用仿真技术可以对轨道车辆的运行控制系统进行仿真分析，评估控制系统的性能和稳定性，调整控制参数，提高车辆的运行安全性和稳定性。
3.轨道车辆的事故分析利用仿真技术可以对轨道车辆的事故过程进行模拟分析，评估事故原因和后果，制定相应的应急措施和预防措施，提高轨道车辆的安全性和可靠性。
物料仿真运动实验报告
一、实验目的1. 了解物料在运动过程中的基本规律；2. 掌握仿真软件在物料运动仿真中的应用；3. 分析不同条件下物料运动的特点及影响因素。
二、实验器材1. 仿真软件：SolidWorks、ADAMS；2. 物料：金属块、塑料块、木块等；3. 实验台：桌面、斜面、轨道等；4. 测量工具：刻度尺、停表、相机等。
三、实验原理物料在运动过程中，受到重力、摩擦力、弹力等作用，其运动轨迹、速度、加速度等参数会发生变化。
通过仿真软件，可以模拟物料在运动过程中的各种情况，分析物料运动的特点及影响因素。
四、实验步骤1. 选择合适的仿真软件，如SolidWorks或ADAMS，建立物料的几何模型；2. 根据实验需求，设置物料的材料属性、边界条件等；3. 添加必要的约束和驱动，如重力、摩擦力、弹力等；4. 运行仿真，观察物料在运动过程中的变化；5. 记录实验数据，分析物料运动的特点及影响因素。
五、实验内容1. 金属块在斜面上的运动；2. 塑料块在轨道上的运动；3. 木块在空气中的抛物线运动。
六、实验结果与分析1. 金属块在斜面上的运动实验结果显示，金属块在斜面上受到重力和摩擦力的作用，其运动轨迹为曲线。
当斜面角度增大时，金属块的速度减小，运动时间变短；当斜面角度减小时，金属块的速度增大，运动时间变长。
此外，摩擦力的大小也会影响金属块的运动，摩擦力越大，金属块的速度减小得越快。
2. 塑料块在轨道上的运动实验结果显示，塑料块在轨道上受到重力和摩擦力的作用，其运动轨迹为曲线。
当轨道半径增大时，塑料块的速度减小，运动时间变短；当轨道半径减小时，塑料块的速度增大，运动时间变长。
此外，摩擦力的大小也会影响塑料块的运动，摩擦力越大，塑料块的速度减小得越快。
3. 木块在空气中的抛物线运动实验结果显示，木块在空气中的运动轨迹为抛物线。
当木块抛出角度增大时，木块的运动距离增大；当木块抛出角度减小时，木块的运动距离减小。
此外，木块在运动过程中受到空气阻力的影响，速度减小，运动时间变短。
高速列车车辆与轨道动力学特性仿真分析
高速列车车辆与轨道动力学特性仿真分析一、前言随着高速铁路的建设，我国高速列车的发展已经成为一个全球关注的热点。
快速、稳定和安全的运行是高速列车的基本要求。
随着高速列车的不断升级和改进，高速列车车辆与轨道动力学特性仿真分析也变得越来越重要。
本文将针对高速列车车辆与轨道的运动特性进行分析和探讨，为高速列车的设计和运行提供参考。
二、车辆与轨道动力学车辆与轨道动力学是指车辆和轨道之间的相互作用。
这是一个非常复杂的问题，要理解车辆和轨道之间的相互作用并不容易。
因此，需要进行车辆与轨道的动力学仿真分析。
2.1车辆动力学车辆动力学是指车辆在不同运动状态下的运动规律。
车辆动力学研究的主要内容包括：车辆加速度、速度、位移、轨道横向力、车辆向心力以及列车所受外力等。
2.2轨道动力学轨道动力学是指轨道的动力学特性。
轨道动力学研究的主要内容包括：轨道的几何形状、弯曲半径、轨道的铺设方式、轨道截面以及轨道的轨道质量等。
三、车辆运动仿真模型车辆运动仿真模型是将车辆和轨道的运动规律以数学模型的方式进行描述的过程。
建立车辆仿真模型通常包括以下几个步骤：3.1 选择车辆类型并获取相关参数在建立车辆模型之前，需要确定要模拟的车辆类型，并确定车辆的性能参数，例如：车辆重量、重心高度、轮轴参数、车辆结构参数以及制动方式等。
3.2建立车辆运动模型车辆运动模型通常是基于牛顿第二定律来建立的。
通常包括车体动力学方程、制动方程、轮轴运动方程、轮轨作用方程以及车辆和轨道的相互作用方程。
3.3建立轨道模型在轨道方面，需要建立其几何形状的数学模型。
轨道建模的重点在于确定其几何形状、轨道质量以及铺设方式等参数。
3.4建立粘着力模型为了描述车辆和轨道之间的接触力，需要建立一个粘着力模型。
粘着力模型通常是通过测量实际车辆与轨道之间的接触力来建立的。
四、仿真分析结果通过车辆运动仿真模型，可以得到车辆的各种动力学参数，例如：加速度、速度、位移以及轨道横向力等。
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转向架在轨道上的运动仿真总结
转向架是指铁路车辆上用于支撑和导向车辆的组件，它具有直接影响铁路运行安全和平稳性的重要作用。
对于转向架在轨道上的运动仿真，一般可以总结为以下几个方面：
1. 运动稳定性分析：将转向架的运动建模，并模拟其在轨道上的运动过程。
通过对转向架的稳定性分析，可以评估其在各种工况下的性能，并针对可能出现的问题进行改进和优化。
2. 曲线通过性分析：曲线通过性是指转向架在铁路曲线上的稳定性和适应性。
通过仿真分析转向架在曲线通过时的动态行为，可以评估其转向性能和横向稳定性，并根据结果进行设计和调整。
3. 垂向运动分析：转向架不仅在横向上运动，还会有一定的垂向运动。
通过仿真分析转向架在轨道不平顺过程中的垂向运动，可以评估其对车辆乘坐舒适性和轨道稳定性的影响，以及对转向架的结构设计和悬挂系统的调整提出建议。
4. 非线性动力响应分析：在转向架的运动仿真中，考虑非线性因素对其动力响应的影响是重要的。
例如，弯道行驶时转向架的侧向力、车轮与轨道之间的接触力等，这些非线性因素将对转向架的运动特性产生重要影响。
综上所述，转向架在轨道上的运动仿真需要考虑运动稳定性、曲线通过性、垂向运动和非线性动力响应等多个方面的因素。
通过仿真分析，可以评估转向架在不同运行条件下的性能，并为其设计和优化提供指导。