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专利号: 2015104782591
申请人: 大连交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 铁路
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种抗蛇行宽频带吸能机制实现方法,其特征在于:

基于ICE3转向架原型的抗蛇行冗余设计形式,使用两组抗蛇行减振器T60与抗蛇行减振器T70的组合应用形式来替代所述抗蛇行冗余设计形式中转向架构架两侧的抗蛇行减振器;并通过对所述抗蛇行减振器T60与抗蛇行减振器T70的参数配置来实现结构阻尼与高频阻抗两种减振技术的互补性;所述的抗蛇行减振器T60与抗蛇行减振器T70的参数配置包括:①、使得抗蛇行减振器T60具备低频串联刚度k以及低频线性阻尼C,其中所述低频线性阻尼C=2Y,Y为长编转向架原配的抗蛇行线性阻尼,所述低频串联刚度k趋近于X,X为动车组转向架原配的抗蛇行串联刚度;

②、使得抗蛇行减振器T70具备高频串联刚度K以及高频线性阻尼c,其中所述高频线性阻尼c=Z,Z为动车组转向架原配的抗蛇行线性阻尼,低频与高频串联刚度之比,即k:K=1:

4;

③、并使得每架抗蛇行串联刚度,2(K+k)=3.75X×2,而每架抗蛇行线性阻尼,2(c+C)=2(2Y+Z)。

2.一种基于权利要求1所述的抗蛇行宽频带吸能机制的转向架参数优化配置方法,其特征在于该方法包括如下步骤:第一步、根据抗蛇行宽频带吸能机制对转向架进行整车模态设计:根据抗蛇行减振器的2类试验特性,即准静态阻尼特性与台架动态试验特性,进行抗蛇行减振器T60与抗蛇行减振器T70组合应用的参数配置,通过参数配置形成2种减振技术的互补性,保证参数配置后的转向架,其名义等效锥度降低至0.10;

第二步、验证与确认整车模态设计后的抗蛇行减振器配置方案对应的名义等效锥度降低至0.10:应用整车稳定性态分析方法,以车体摇头大阻尼特征发生转变作为判定原则,论证抗蛇行减振器配置方案对应的名义等效锥度降低至0.10的可行性;然后再应用动态仿真技术,以加速度相关性和车轮型面磨耗特征作为平稳性能衡量指标,验证并确认抗蛇行减振器配置方案的名义等效锥度降低至0.10;最后通过稳定安全综合性评估,初步给出安全速度空间图及其对应的镟修制度要求;

第三步、制订对应的转向架优配方案,其包括3项参数优化配置:

①确认电机横摆刚度增大的可取值范围并进行优选:按照以下原则来确认电机横摆刚度增大的可取值范围,即在抗蛇行宽频带性能机制配合下,高速转向架具有明显的高速与低速性能,且低速性能与参振质量无关;并以加速度相关性与车轴横向力2个技术指标来进行电机横摆刚度优选;

②确认转向架抗蛇行参数优配值:保证每架抗蛇行串联刚度,2(K+k)=3.75X×2,且低频与高频串联刚度比例k:K=1:4,而每架抗蛇行线性阻尼,2(c+C)=2(2Y+Z);

③对轮对纵向定位刚度进行优化:根据以下原则对轮对纵向定位刚度进行优化,即在新车状态以及轮轨磨合期间,等效锥度的范围0.10–0.20,动车转向架蛇行模态与对应的电机横摆模态之间,保持稳健的牵连运动关系;

第四步、对第三步对应的转向架配置方案进行确认:应用动态仿真技术,再次进行稳定安全性综合评估,并给出所述转向架配置方案的安全速度空间及其镟修制度要求;若所述转向架配置方案不能满足120万公里3A修程1-2次不落轮镟,则增大高频串联刚度K,返回第一步重新进行整车模态设计;

第五步、对第四步对应的转向架配置方案进行动态性能评估:即分别对第四步对应的转向架配置方案进行平稳性能评估、线路试验与动态仿真对比以及超常工况摄动分析,以保证其达到设计要求。

3.根据权利要求2所述转向架参数优化配置方法,其特征在于:

所述确认电机横摆刚度增大的可取值范围是指应用整车稳定性态分析方法,以ICE3转向架原型设计的电机横摆刚度原始配置ks开始,逐渐增大电机横摆刚度,直到动车后位转向架蛇行模态最小阻尼最大限度趋近于5%。

4.根据权利要求2所述转向架参数优化配置方法,其特征在于:在第四步、对第三步对应的转向架配置方案进行确认后,采取下述技术措施,其包括:(1)、对抗蛇行减振器T60进行参数配置并进行台架试验确认:借用防阻塞技术,降低抗蛇行减振器T60的液压刚度,即降低抗蛇行减振器T60的油介质的填充率,且在其辅助腔内添加膨胀袋,防止形成气泡;同时根据台架动态试验,获得所述油介质填充率对其液压刚度的影响规律,并制订一定的减振器专业技术措施,使抗蛇行减振器T60满足低频吸能频带的参数配置要求,即k趋近于X,C=2Y;

(2)、对抗蛇行减振器T70进行参数配置并进行台架试验确认:对于抗蛇行减振器T70,根据台架动态试验,制订一定的减振器专业技术措施,以使得抗蛇行减振器T70满足高频吸能频带的参数配置要求,即K=3X,c=Z;

(3)、进行抗蛇行减振器T60/抗蛇行减振器T70组合特性的台架试验验证及确认。

5.根据权利要求4所述转向架参数优化配置方法,其特征在于:在对抗蛇行减振器T60进行参数配置并进行台架试验确认中的所述减振器专业技术措施是指抗蛇行减振器T60采用循环控制,其可调节阻尼阀组件增加至2-3套,用以增大低频线性阻尼至C=2Y,同时通过台架动态试验,确认抗蛇行减振器T60液压刚度降低至k。

6.根据权利要求5所述转向架参数优化配置方法,其特征在于:所述抗蛇行减振器T60的液压刚度k,线性阻尼C的实现可通过采用抗蛇行硬约束方式,即所述抗蛇行减振器T60的端部橡胶节点径向刚度取70MN/m。

7.根据权利要求5所述转向架参数优化配置方法,其特征在于:在对抗蛇行减振器T70进行参数配置并进行台架试验确认中的所述减振器专业技术措施是指抗蛇行减振器T70采用双流控制,并使其液压刚度达到所对应的抗蛇行高频串联刚度K,其具体实现抗蛇行减振器T70的液压刚度达到所对应的抗蛇行高频串联刚度K的减振器专业技术措施可以采用以下措施中的任意1种:①两端的端部橡胶节点径向刚度选取2K:理由为根据抗蛇行串联刚度判定原则,在抗蛇行软约束下,抗蛇行减振器T70的实际抗蛇行串联刚度等于K;同时实际端部-橡胶径向刚度的允许上偏差,即2K+0.5MN/m,其可选用高弹橡胶材料作为橡胶节点,并进行台架疲劳试验,以考核并验证所述橡胶节点的抗老化性能;

②在辅助腔内添加膨胀袋以降低其液压刚度至K:作为抗蛇行减振器定型产品的技术形式,其需要考虑以下技术条件,即在真空状态或负压状态下,抗蛇行减振器的膨胀袋内分子量及其摩尔数量,以确定油介质填充率和空气液体压力比,并通过台架动态试验,验证并确认满足液压刚度降低至K。