高铁车辆横向振动耦合机制及其影响因素研究

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1、高铁车辆横向振动耦合机制及其影响因素研究StudyonLateralVibrationCouplingMechanismanditsInfluencingFactorsofHigh-SpeedRollingStocks(HSRS)于成龙大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研尧成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得大连交通大学或其他教育机构的学仿或证书而使用过的材料。与我一同工

2、作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。学位论文作者签名：曰期：年(月，日大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产枋及保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用论文工作成果时署名单位仍然为大连交通大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校

3、有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩印或#描等复制手段保存或汇编本学位论文。(倮密的学位论文在解密后应遵守此规定）曰期：一/i^年(月4日曰期：山7/X年〈月/“分类号：U270.1+1学校代号：10150UDC：密级：学号：20122221硕士学位论文高铁车辆横向振动耦合机制及其影响因素研究StudyonLateralVibrationCouplingMechanismanditsInfluencingFactorsofHigh-SpeedRollingStocks(HSRS)论文编号：学科门类：

4、工学专业名称：机械工程研究方向：车辆动力学及应用申请学位级别：硕士论文答辩日期：201506学位授予单位：大连交通大学摘要横向振动耦合机制是主导高铁车辆振动行为的基本机制，同时也是ICE3转向架技术创新局限性的主要表现形式之一。根据降低轮对纵向定位刚度以及动车稳定性态的三次蜕变，本文论证了ICE3原型设计存在以下相互制约的技术条件：即轮对(强)刚性定位约束与抗蛇行高频阻抗作用，是降低蛇行振荡参振质量确保转向架高速性能的2项必要技术条件，同时也是高铁车辆横向振动耦合机制形成的2个主要技术要素。因此，从高铁建设与运用的可持续性发展角度出发，对ICE3原型的实质性技改具有必要性与紧迫

5、性。针对目前350km/h标准动车组，无论降低轮对纵向定位刚度，还是车轮型面新型设计，均违背了上述相互制约的技术条件，难以确保转向架高速性能。动态仿真分析表明：在抗蛇行频带吸能机制下，降低轮对纵向定位刚度，将造成动车稳定性态的3次蜕变：即动车转向架蛇行模态与相应的电机横摆模态之间牵的连运动关系，部分或全部脱开，以及车体摇头大阻尼特征发生转变。而降低名义等效锥度至0.10，则完全背离ICE3原型设计对轮配技术条件制约性。其次，上述动车稳定性态3次蜕变结论得到了二系横向减振器线性阻尼配置规律的佐证。具体地，刚柔耦合仿真不仅验证了ICE3原型的二系横向减振器线性阻尼原配值是最佳参数配

6、置，而且三次蜕变相应的二系横向减振器线性阻尼有配置符合不同速度等级轨道客车的配置规律。换言之，车速要求越高，车体摇头模态阻尼越大，因而二系横向减振器线性阻尼配置则越低。最后，高速转向架没有必要采用轮对(强)定位约束。比如轮对纵向定位刚度由120MN/m降低至70MN/m，按照2种不同的统计方案，车轮自旋蠕滑统计特征并未产生实质性变化。也就是说，轮对(强)刚性定位约束与抗蛇行高频阻抗作用，是电机吊架相对动车转向架形成横摆运动的2个必要技术条件。根据整车稳定性态图、多体动态仿真以及刚柔耦合仿真综合分析手段，本文发现了降低轮对纵向定位刚度以及动车稳定性态的3次蜕变，并得到了二系横向减

7、振器线性阻尼配置规律的佐证，进而提出了ICE3原型设计存在相互制约的技术条件。关键词：高铁车辆；横向振动耦合机制；轮对(强)刚性定位；刚柔耦合仿真；三次蜕变IAbstractLateralVibrationCouplingMechanismisthebasicmechanismoftheleadingHigh-speedRailvehiclevibrationbehavior,atthesametime,itismainlyintheformofthebogieofICE3seriestec