基于单轮对的单振子模型.doc

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1、基于单轮对的单振子模型一、结构阻尼结构阻尼是描述振动系统在振动时能量损耗的总称。包括粘性阻尼、干阻尼、 滞后阻尼和非线性阻尼。 　　粘性阻尼主要针对结构和介质之间的相互作用 　　滞后阻尼是由材料的内摩擦引起的，金属材料多都带有结构阻尼，它可以用复模量E=E(1+iγ)来实现,其中,γ为阻尼因子 　　结构阻尼简单的理解就是结构本身的，内部的阻尼，是引起能量损耗的原因，主要有以下几个方面： 　　①由于材料的内摩擦作用而使机械能量逐渐转化为热能消失在周围的介质中,这是能量耗散的主要原因;②周围介质对振动的阻尼;③节点、支座联接间的摩擦阻力,主要是由构件之间或

2、构件与支座间的相对运动所产生的;④通过支座基础散失一部分能量二、.结构阻尼及其约束减震技术根据二阶系统微分方程，可求得每周能量耗散。而试验测得每周损耗能量，因而等效阻尼，则式中结构阻尼系数复刚度（不变）其中，a为与谐振频率无关的常数；X为谐振幅值；w为谐振频率，很小，一般为准静态加载过程。根据Kelvin模型（即弹簧k与阻尼c并联单元），令，则有假设输入与输出为简谐振动，且幅值分别为和，可得（变化）其中，蓄能刚度（实部）；耗能刚度（虚部）；特别是。从动态设计观点出发，适当的结构阻尼是轨道与地面车辆悬挂减振的共性技术特点之一。具体地，对于Kelvin模型

3、，耗散系数。耗散系数（LossCo-efficient）是指复刚度的虚部与实部之比。对于悬挂系统来讲，特别是在固有频率附近，耗散系数不能过大。否则，若耗散系数过大，则将“湮灭”簧上质量的固有模态振动并造成车轮动荷增强，即形成了结构阻尼约束。所谓结构阻尼约束是针对高阶模态减振的局部约束形式，如降噪车轮，其轮辋或幅板的阻尼涂层或阻尼块，以“湮灭”其高阶模态振动。三、模型仿真分析过程1、打开adams中的单振子干摩擦减震器仿真模型2、设置参数3、进入仿真4、设置参数，车轮踏面等效锥度λe=0.1，车轮运行的速度V=45m/s5、分别运行不同参数下的模态，当车

4、轮踏面等效锥度λe=0.1，车轮运行的速度V=45m/s，车轮与钢轨之间的蠕滑系数为χ=3MN/m时，如下图6、当车轮踏面等效锥度λe=0.1，车轮运行的速度V=45m/s，车轮与钢轨之间的蠕滑系数为χ=1MN/m时，如下图7、当车轮踏面等效锥度λe=0.1，车轮运行的速度V=45m/s，车轮与钢轨之间的蠕滑系数为χ=45KN/m时，如下图8、将上述结果绘成如下表格四、讨论从上表可以看出，当蠕滑率χ从3MN/m降低到0.045MN/m时，20Hz低通采样滤波处理的概率99.85%均方差P3s，车轮动荷均方差值DP3s和车轮动荷均方差值相对车轮静载的百分

5、数dP3s依次降低。因此，为了降低列车在高速运行时的粘滑震动，延长线路的使用寿命，应该降低蠕滑率的大小，防止其发生恶化。综上所述，结构阻尼具有以下2个属性，即动态刚度；相位滞后，亦称耗散角。若蠕滑率过大，则干摩擦蠕滑所形成的结构阻尼也会增大。若对车体簧上质量形成了结构阻尼约束，则将增强了车轮动荷并造成振动噪声。但是在抑制或湮灭高阶模态振动方面，结构阻尼约束也获得了广泛应用，如降噪车轮的阻尼层或阻尼块等。由此可见，从快捷货车转向架研制以及对车轮动荷降低需求的角度出发，的确存在干摩擦减振对快捷转向架适应性技术问题。