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原文传递 Co-Co轴悬式机车前后转向架非对称蛇行现象研究

论文题名：	Co-Co轴悬式机车前后转向架非对称蛇行现象研究
关键词：	C0-C0轴悬式机车;转向架;非对称蛇行现象;建模仿真
摘要：	在C0-C0轴悬式机车的动力学性能计算中，发现前、后转向架具有非对称蛇行现象:即前转向架已经失稳，而后转向架却仍保持稳定，或者说前转向架横向振动已出现大幅值极限环，而后转向架横向振动极限环幅值却仍接近于零。由于这种现象仅在C0-C0轴式的机车上表现非常明显，在B0-B0轴式机车上并不明显，因此作者认为是由于C0轴式转向架驱动系统不对称布置所造成的。为此本文建立了考虑轮轴驱动系统的两自由度弹性定位单轮对横向动力学数学模型，对其临界速度进行了数值求解和解析分析，结果表明，当牵引电机置于弹性定位单轮轴运行方向前方时，其蛇行稳定性要高于牵引电机置于运行方向后方时的稳定性，并对其结构参数进行分析。最后本文以某出口C0-C0轴悬式、电机内顺置的机车为研究对象，分析了整车前后转向架稳定性，分析了结构参数对前后转向架稳定性的影响。　　仿真结果表明:1）踏面斜度越大，前、后转向架稳定性均越低，但前、后转向架稳定性临界速度的差值会随着等效锥度的增大而减小;2）轨距越大，前、后转向架稳定性均越低，但前、后转向架稳定性临界速度的差值会随着轨距的增大而增大;3）轮对和牵引电机质量越大，前、后转向架稳定性均越低，但前、后转向架稳定性临界速度的差值会随着轮对质量的增大而减小，随着牵引电机质量的增大而增大，即轮轴驱动系统的合成质心越偏离车轴中心线，其不对称性越强，则这种非对称蛇行现象越显著;4）轮对和牵引电机摇头转动惯量越大，前、后转向架稳定性均越低，但前、后转向架稳定性临界速度的差值会随着轮对摇头转动惯量的增大而减小，随着牵引电机摇头转动惯量的增大而变化不大;5）在一定的设计范围内，一系水平定位刚度越大，前、后转向架稳定性均越高，且前、后转向架稳定性临界速度的差值会随着一系定位刚度的增大而增大;6）一系定位横向跨距越大，前、后转向架稳定性均越高，且前、后转向架稳定性临界速度的差值会随着一系定位跨距的增大而增大;7）名义滚动圆半径越大，前、后转向架稳定性均越高，且前、后转向架稳定性临界速度的差值会随着名义滚动圆半径的增大而增大，由于电力机车采用的1250mm轮径要大于内燃机车采用的1050mm轮径，因此这种非对称现象在电力机车上表现得更加突出。　　最后本文还对比了结构参数对整车前、后转向架稳定性的影响和对弹性定位单轮对轮轴驱动系统稳定性的影响，结果表明两者遵循相同的规律，即可以用弹性定位单轮对轮轴驱动系统横向动力学分析，来解释C0-C0轴式机车前、后转向架非对称蛇行现象，或者说，本文对弹性定位单轮对轮轴驱动系统横向动力学分析，通过整车仿真验证了其正确性和合理性。本文的工作有助于对电机非对称悬挂的转向架动力学性能的分析。
作者：	刘凯
专业：	车辆工程
导师：	罗世辉
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文