高速动车组轴箱弹簧载荷动态特性

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1、第46卷第10期机械工程学报Vol.46No.102010年5月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGMay2010DOI：10.3901/JME.2010.10.109*高速动车组轴箱弹簧载荷动态特性任尊松孙守光李强(北京交通大学轨道车辆结构可靠性与运用检测技术教育部工程研究中心北京100044)摘要：国内目前动车组最高运行速度已达到350km/h。在研究高速动车组轴箱弹簧载荷测试技术基础上，对某型高速动车组动力和非动力转向架轴箱弹簧力进行连续10天的线路测试，总测试里程约为1

2、1000km。获得轴箱弹簧力动态特性，给出典型工况下弹簧的载荷时间历程，抽样分析高速直线、曲线、道岔、进出车站、进出车库以及制动等典型运用工况下的弹簧载荷特性，并在统计基础上给出弹簧一定运用里程下的弹簧载荷谱以确定载荷出现幅值、次数与测试里程之间关系。研究结果表明，高速动车组载荷特性与运用线路等级密切相关，且弹簧载荷最大值一般出现在等级更差的进出车库、车站以及联络线区段，测试得到的最大轴箱弹簧动态载荷系数为0.28；频域分析结果表明，高速线路区段弹簧力有1.1Hz左右的稳定振动频率，即该测试线路区段存

3、在波长为100m左右的轨道高低不平顺激扰；另外，高速时由于车轮转动引起的弹簧低幅值动态力的主频率为一般为11Hz。研究结果可用于指导转向架设计以及相关理论研究等。关键词：350km/h高速动车组轴箱弹簧载荷动态特性线路工况道岔中图分类号：U270.1AxleSpringLoadTestandDynamicCharacteristicsAnalysisofHighSpeedEMURENZunsongSUNShouguangLIQiang(EngineeringResearchCenterofStruct

4、ureReliabilityandOperationMeasurementTechnologyofRailGuidedVehiclesofMinistryofEducation,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044)Abstract：Fourtypesofhighspeedelectricalmultiunits(EMUs)havebeenoperatedsinceAprilof2007inChinaandthetopvelocityoftwoofthemre

5、achedto350km/hin2008.Byuseofareliabletesttechnology,theaxlespringforcesofthehighspeedEMUaretestedontheBeijing-Tianjinrailwaylinetoobtainthedynamiccharacteristicsoftheprimaryverticalsuspensionloads.Thetestdatafor10dayscovers11000kmrailwaylineapproximatel

6、y.Theaxlespringloadsonsometypicaloperationconditionssuchashighspeedrunning,turnoutpassing,negotiating,stationpassingandreturningtoEMUdepotaresampledtorepresentitsdynamiclevelsandloadfrequencies.Theloadspectrumsoftheaxlespringfortwodaysarepresentedtoobta

7、intherelationshipbetweentheloadtimesandtherunningdistance.Itisshownthatthetrackexcitationhasgreatinfluenceonthedynamicloadsandthevibrationofthemotorsandgearboxeshaseffectonthespringloadstoo.Themaximaldynamiccoefficientoftheloadsisabout0.38andthemaximall

8、oadsgenerallyappearonthedepotentranceandconnectssections.ThenaturalfrequenciesoftheEMUsare1.1Hzand11Hzwhichareexcitedbythetrackexcitationonthestraightrailwaydivision.Theresearchresultscanbeusedtoguidethebogiestructuraldesign,serv