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时速200 km/h动车组低频晃动研究
| 论文题名： | 时速200 km/h动车组低频晃动研究 |
| 关键词： | 动车组;低频晃动;钢轨廓形;车轮踏面;横向减振器 |
| 摘要： | 近年来我国高速铁路迅猛发展，舒适的乘坐体验和便捷的出行方式使得高铁成为人们出行的首选。但随着列车运行速度的不断提高，出现了一些需要研究、改进和解决的问题，其中包括个别动车组在运行过程中出现的车体低频晃动问题。 为解决个别动车组在日常运营中出现的车体低频晃动问题（以下简称“晃车”），先对出现晃车现象的主要线路展开车辆跟踪振动测试、现场情况调研和相关数据分析。总结得出晃车现象的总体特征，动车组在部分线路区段车体横向振动加速度存在周期性谐波，谐波整体幅值较大，车体有明显的晃动主频且主频较低；个别动车组在运行中平稳性数值甚至会超过2.5，乘坐舒适性显著降低。后通过现场调研与数据分析，研究钢轨廓形、车轮踏面、研磨子作用机制等因素对晃车现象的影响，找出晃车问题的主要原因并提出相应的解决办法。 在动力学软件中建立时速200km/h动车组模型，将现场实测的钢轨廓形（60N）与车轮踏面（LMA）导入车辆模型中，以现场试验得到的晃车现象总体特征为判定依据，成功复现晃车现象，验证了模型的正确性。再以不同车轮与钢轨匹配工况下车体横向振动加速度、车体平稳性等动力学指标为评价量，结合现场试验所得到的相关数据和公式推导，研究晃车现象的机理，发现轮轨接触关系变差和等效锥度降低是诱发晃车现象的主要原因。 对比研究不同廓形的60N钢轨与标准LMA车轮匹配、轮缘厚度不同及镟修质量不同的LMA车轮与标准60N钢轨匹配、改变车体悬挂参数三种工况对车体横向振动的影响。以车体横向振动加速度、车体横向振动主频和车体平稳性等数据为评价指标，找到部分工况下发生车体低频晃动的限值并提出相应的解决措施。研究发现钢轨工作边的过打磨容易诱发晃车现象。建议工务系统打磨时以60N钢轨为目标廓形，按照正偏差打磨。在车轮表面无擦伤、裂纹等损伤的情况下，采用LMA踏面的动车组轮缘厚度的改变对晃车现象影响不大，但升级镟床程序可明显提高镟后等效锥度，减少晃车现象的发生。优化转臂节点横向刚度、横向减振器阻尼、抗蛇行减振器阻尼这三种参数也可避免车体低频晃动问题的出现。 |
| 作者： | 张天元 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 石广田 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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