空气弹簧对悬挂式单轨车动力学性能影响分析.pdfVIP

学兔兔 第6期(总第193期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．6 2015年 12月 MECHANICAL ENGINEERING AUTOMATION Dec． 文章编号：1672—6413(2015)06—0051—03 空气弹簧对悬挂式单轨车动力学性能影响分析 李天一，王伯铭，张德乾，曹 恺 (西南交通大学 机械工程学院，四川I 成都 610031) 摘要：根据悬挂式单轨车辆结构特点，使用SIMPACK多体动力学分析软件建立悬挂式单轨车辆多体动力学 模型，分析空气弹簧参数对该车辆动力学性能的影响。重点分析空气弹簧垂向刚度、横向刚度、垂向阻尼对 悬挂式车辆运行平稳性以及车辆通过曲线时空气弹簧载荷、车辆侧滚角的影响。 关键词：空气弹簧参数；悬挂式单轨车辆；动力学性能 中图分类号：TP391．7 文献标识码：A 0 引言 轮、悬吊杆、中心销和枕梁等作为重点内容，并根据不 悬挂式单轨是一种中等运量的城市轨道交通系 同部分间相互作用关系进行动力学建模。本文在 统口]。该交通系统的轨道梁是长条状的箱型梁，通过 SIMPACK动力学分析软件中建立悬挂式单轨车辆动 立柱悬挂在半空中。箱型梁内部包括车辆运行需要的 力学模型，如图2所示。 供电、控制、走行轨和导向轨等系统。车辆的走行部位 ， ／ ， 于轨道梁内部，车体通过悬挂装置吊在走行部下方。 其中车辆走行部的走行轮和导向轮均采用充满惰性气 体的橡胶轮胎，驱动部分含有差速机构，所以这种形式 的交通系统具有建设速度快、成本低廉、运行噪声低、 爬坡能力强和曲线半径小等一系列优点 ]。空气弹簧 是悬挂式单轨车辆的重要部件，对缓和冲击、提高悬挂 式单轨车辆舒适性以及车辆曲线通过性能有着重要的 作用。本文重点对空气弹簧对悬挂式单轨车动力学性 图 2 SIMPACK软件中建立的悬挂式单轨车辆模型 能影响进行分析。 该模型为单节编组，包括一个车体、前后各一个转 1 悬挂式单轨车辆动力学模型 向架以及连接车体和转向架的悬挂系统。转向架构架 悬挂式单轨车辆的走行部主要包括构架、枕梁、空 和走行轨(Isys)之间具有 6个自由度，走行轮和构架 气弹簧、齿轮箱、牵引电机、走行轮、导向轮、悬吊杆等， 之间具有绕Y轴旋转( )的自由度。枕梁和中心销之 各部分在走行部中的位置详见图1。在走行部中，构 间有0个自由度。中心销和构架之间具有 4个自由 架是安装其他部件的基础，走行轮和空气弹簧在整个 度，即沿 轴与 轴移动、绕z轴转动(a)、绕 轴转动 系统中起着重要的减振作用。 (y)。悬吊杆和中心销具有绕z轴旋转(a)自由度，车 体与悬吊杆之间通过约束(限制z、儿z)连接在一起。 车体和走行轨之间具有6个自由度。空气弹簧、横向 拉杆、减振器和止挡等均用力元模拟。该模型的动力 学拓扑关系如图3所示。图3中虚线框内部为车辆的 二系悬挂组成，由上到下依次为枕梁、中心销和悬 吊杆。