空气弹簧模型研究

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1、第51卷第4期机械工程学报Vol.51No.42015年2月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGFeb.2015DOI：10.3901/JME.2015.04.108*空气弹簧模型研究11122高红星池茂儒朱旻昊刘德刚林俊(1.西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031；2.南车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111)摘要：基于空气动力学、流体力学及工程热力学等理论建立一种包括节流孔、连接管路和各个气室的空气弹簧非线性动力学模型(TPL-ASN模型)。利用SIMPACK动力学仿真软件及自行编写的空气弹簧动态特性仿真软

2、件ASDS分别建立包含等效模型、线性模型和TPL-ASN模型的1/4车动力学仿真模型，并对某高速动车组空气弹簧进行不同激励幅值和频率下的动态特性仿真分析，将仿真计算获得的动刚度、阻尼比和传递比与试验结果对比。结果表明，等效模型和线性模型的仿真结果与试验结果差别较大，不能准确反映动刚度、阻尼比和传递比的幅变特性和频变特性，而TPL-ASN模型仿真结果与试验结果吻合度较高，能准确地反映动刚度、阻尼比和传递比的幅变特性和频变特性，表明所建立的TPL-ASN模型能够准确地模拟空气弹簧真实的非线性特性。关键词：空气弹簧；非线性；模型；幅变特性；频变特性中图分类号：

3、U271StudyonAirSpringModel11122GAOHongxingCHIMaoruZHUMinhaoLIUDegangLINJun(1.StateKeyLaboratoryofTractionPower,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031;2.CSRQingdaoSifangLocomotive&RollingStockCo.,Ltd.,Qingdao266111)Abstract：Anewnon-lineardynamicmodeloftheairspringsystem(TPL-ASNm

4、odel)includesthesub-modelsoftheorifices,theconnectingpipesandallthechambersisestablishedbasedonthetheoriesofaerodynamics,fluidmechanicsandengineeringthermodynamics,etc.Threequarter-cardynamicssimulationmodelsrespectivelyincludetheequivalentmodel,thelinearmodelandtheTPL-ASNmodelar

5、esetupusingthedynamicssimulationsoftwareSIMPACKandtheself-designedairspringdynamiccharacteristicssimulationsoftwareASDS.Thedynamiccharacteristicsofahigh-speedelectricmultipleunit(EMU)airspringarecalculatedunderdifferentexcitationamplitudesandfrequencies,andtakethesimulationresult

6、softhedynamicstiffness,thedampingratioandthetransmissionratiocomparewiththeexperimentalresults.Resultsshowthat,thesimulationresultsoftheequivalentmodelandthelinearmodelhavegreatdifferencewiththeexperimentalresults,thetwomodelscannotaccuratelyreflecttheamplitudecharacteristicsandt

7、hefrequencycharacteristicsofthedynamicstiffness,thedampingratioandthetransmissionratio,butthesimulationresultsoftheTPL-ASNmodelareingoodagreementwiththeexperimentalresults.AlltheresultsshowthattheTPL-ASNmodelcanaccuratelysimulatetheairspringnon-lineardynamiccharacteristics.Keywor

8、ds：airspring；non-linear；model；amplitudec