【正文】 平順和其他外界激擾而產(chǎn)生的側(cè)滾運(yùn)動(dòng)；(2)車輛曲線運(yùn)行時(shí)，當(dāng)側(cè)向力、離心力和載荷偏移等因素導(dǎo)致車體偏斜時(shí)，扭桿將產(chǎn)生反力矩，將車輛限制在允許的動(dòng)態(tài)包絡(luò)線內(nèi)；(3)扭桿不會(huì)影響二系懸掛裝置的垂向和橫向剛度特性，從而不會(huì)影響車輛正常的乘坐舒適度 [9]。為了使城市軌道車輛在整個(gè)速度范圍內(nèi)都具有良好的安全和平穩(wěn)運(yùn)行性能，并使輪對在通過曲線時(shí)具有低的導(dǎo)向力和低的輪軌磨耗。從車輛柔性系數(shù)、傾覆系數(shù)、曲線道玄通過性能等方面綜合分析某高速轉(zhuǎn)向架杭側(cè)滾扭桿彈簧時(shí)車輛性能的影響。由于抗側(cè)滾扭桿不影響二系懸掛裝置的垂向和橫向剛度特性，從而不會(huì)惡化車輛正常的乘座舒適度。 it is generally linear spring torsion bar spring with a linear relationship between torque and twist angle (torsion)； Torsion bar withstands high frequency vibration loads, which do not like the coil spring as an elastic rod chatter generated torsion angle (torsion) .Bogie antiroll torsion bar is necessary device. This article will introduce antiroll torsion bar structure and function of the device, establish the antiroll torsion bar device mechanical model, analyze and calculate the coefficient of the device for overturning, flexibility coefficients and other performance parameters. At the same time, this article will use the simpack to build model trains, to change the antiroll torsion bar parameters to calculate the vehicle derailment coefficient, linear stability and the smooth curves of other data, to study the antiroll torsion bar device on vehicle dynamic performance Effects.Key words: Antiroll torsion bar Dynamic performance Air spring Bogie Simpack目 錄第一章 緒論 ..............................................................1 課題研究背景...........................................................1 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r.........................................................1 抗側(cè)滾扭桿的結(jié)構(gòu)、原理與功能...........................................3 本課題有關(guān)內(nèi)容.........................................................4第二章 動(dòng)力學(xué)理論及軟件介紹 ..............................................5 車輛動(dòng)力學(xué)仿真的目的、原理和方法.......................................5 SIMPACK 軟件介紹 .......................................................5 車輛動(dòng)力學(xué)指標(biāo).........................................................7第三章 模型制作過程 .....................................................10 車輛和線路的一些動(dòng)力學(xué)性能特點(diǎn)........................................10 模型的建立............................................................11 輪對的建立..........................................................11 車輛參數(shù)..............................................................20第四章 數(shù)據(jù)分析 .........................................................23 臨界速度..............................................................23 平穩(wěn)性分析............................................................24 曲線運(yùn)行性能分析......................................................27第五章 結(jié)論 ..............................................................37謝 辭 ...................................................................38參考文獻(xiàn) .................................................................39第一章 緒論 課題研究背景當(dāng)車輛通過曲線時(shí)，抗側(cè)滾扭桿裝置限制了車體的側(cè)滾角速度和側(cè)滾角位移，抗側(cè)滾扭桿減少構(gòu)架和車體之間的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并且允許限制車體的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng) [12]，提高了車輛運(yùn)行平穩(wěn)性，并且對車體的橫擺、點(diǎn)頭、搖頭及沉浮等振動(dòng)不產(chǎn)生影響。關(guān)鍵詞：抗側(cè)滾扭桿 動(dòng)力學(xué)性能 空氣彈簧 轉(zhuǎn)向架 SimpackABSTRACTWith the development of highspeed trains and mass transit vehicles, Air springs are increasingly being used secondary suspension. After using a large deflection of the air spring, the flexibility coefficient of the vehicle and roll angle will be significantly increased. This not only affects the smooth running of the vehicle and passenger fort, but also bring serious security risks. To solve this problem, now mostly in the bogie suspension system, the installation of a device is monly known as antiroll torsion bar torsion bar spring. The device does not affect on the vehicle39。 客車轉(zhuǎn)向架安裝抗側(cè)滾扭桿裝置是必要的，因此本文要介紹抗側(cè)滾扭桿裝置的結(jié)構(gòu)和功能，建立了抗側(cè)滾扭桿裝置的力學(xué)模型，分析和計(jì)算了該裝置對脫軌系數(shù)、輪重減載率、平穩(wěn)性等性能參數(shù)的影響。摘 要隨著高速列車和城軌車輛的發(fā)展，二系懸掛越來越多地采用大撓度的空氣彈簧，現(xiàn)在大都在轉(zhuǎn)向架的懸掛系統(tǒng)中加裝一套抗側(cè)滾扭桿裝置俗稱扭桿彈簧，該裝置對車輛的垂向、橫擺、點(diǎn)頭、搖頭及浮沉等振動(dòng)不產(chǎn)生影響，只抑制車輛的側(cè)滾振動(dòng)?？箓?cè)滾扭桿彈簧是一種利用金屬彈性桿在受扭矩作用時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形而提供抗扭轉(zhuǎn)反力矩起作用的彈簧，綜合起來講扭桿彈簧具有如下主要特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)靈活，其性能可調(diào)范圍大；彈性桿的扭轉(zhuǎn)角（扭轉(zhuǎn)變形）與所受扭矩成線性關(guān)系,故扭桿彈簧一般為線性彈簧；扭桿在承受高頻率振動(dòng)載荷時(shí),不會(huì)像螺旋彈簧那樣產(chǎn)生顫振；扭桿彈簧的工藝較簡單,且易于控制；扭桿彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)確性高；開發(fā)周期較短。與此同時(shí)，本文將利用 simpack 建立火車模型，通過改變抗側(cè)滾扭桿的參數(shù)來算出車輛脫軌系數(shù)、直線平穩(wěn)性及曲線平穩(wěn)性等數(shù)據(jù)，來研究抗側(cè)滾扭桿裝置對車輛動(dòng)力學(xué)性能的影響。s vertical, yaw, nodding, shaking his head and drifting so vibration but only the side of the vehicle rolling vibration suppression. Antiroll torsion bar spring is a flexible metal rod. When the torsion generated, antitorque is provided by work torsion springs. The torsion bar spring has the following main features: Flexible structure with the adjustable performance range?？箓?cè)滾扭桿可有效減緩車輛運(yùn)行時(shí)車體由于受到軌道不平順和其它外界的激擾而產(chǎn)生的側(cè)滾力。車輛過道岔和曲線運(yùn)行時(shí)，側(cè)向力、離心力和車體重心偏移導(dǎo)致車體側(cè)滾時(shí)，扭桿產(chǎn)生反力矩，將車輛限制在包絡(luò)線之內(nèi) [2]。結(jié)果表明，杭側(cè)滾扭桿彈簧時(shí)該轉(zhuǎn)向架的意義是顯著的 [8]。目前，載客車輛一般采用一系和二系懸掛系統(tǒng)，且二系懸掛多為柔性空氣懸掛(如抗康側(cè)滾扭桿)。為使車輛在具有較好的乘坐舒適性和各種良好的綜合性能的同時(shí)，將車輛各種運(yùn)動(dòng)嚴(yán)格限制在動(dòng)態(tài)包絡(luò)線的允許范圍內(nèi)，抗側(cè)滾扭桿裝置對車輛動(dòng)力學(xué)性能的影響的深入研究勢在必行。這種橡膠關(guān)節(jié)式的連接使得抗側(cè)滾扭桿的剛度與橡膠的預(yù)緊量有著較大的關(guān)系，當(dāng)預(yù)緊量為3mm 時(shí)其抗側(cè)滾剛度為 通過對雙層客車側(cè)向通過 12 號(hào)道岔的計(jì)算可知，當(dāng)抗側(cè)滾扭桿的側(cè)滾剛度選擇 CW —2系列轉(zhuǎn)向架均采用這種形式。連桿裝置由連桿、夾板、圓銷、套、橡膠件及緊固件組成。廣州地鐵 3 號(hào)線地鐵車輛國產(chǎn)化制作的抗側(cè)滾扭桿裝置，其結(jié)構(gòu)、剛度、強(qiáng)度及制作工藝等要求完全滿足 SIEMENS 公司的技術(shù)要求，也能滿足廣州地鐵 3 號(hào)線車輛的運(yùn)用要求 [3]。上海鐵道大學(xué)輪軌系統(tǒng)研究所與校辦工廠聯(lián)合研制的準(zhǔn)高速及提速列車轉(zhuǎn)向架抗側(cè)滾扭桿裝置，即在轉(zhuǎn)向架的懸掛系統(tǒng)中加裝一套抗側(cè)滾扭桿裝置。該裝置已在全國 4 大客車廠大批量使用 [6]。在中高速客車（含動(dòng)車組）、地鐵及輕軌車輛上，廣泛采用空氣彈簧及抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)組合作為二系懸掛。隨著我國鐵路提速和高速動(dòng)車組的大規(guī)模引進(jìn)及產(chǎn)業(yè)化，同時(shí)隨著城市軌道交通的日益普及，空氣彈簧及抗側(cè)滾扭桿的可靠性也越來越受到人們的極大關(guān)注，這對空氣彈簧及抗側(cè)滾扭桿的研究、制造來說既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇。株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司（文中簡稱時(shí)代新材）作為該類產(chǎn)品制造商，依托公司在材料領(lǐng)域的研發(fā)技術(shù)優(yōu)勢，通過與BOMBARDIER、ALSTOM 、南車四方機(jī)車車輛股份有限公司和長春軌道客車股份有限公司等國內(nèi)外知名鐵路車輛廠家的廣泛技術(shù)與項(xiàng)目合作，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)方面，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。影響車輛抗側(cè)滾能力的主要因素是轉(zhuǎn)向架的垂向剛度、懸掛彈簧橫向跨距以及垂向剛度支撐面與車體質(zhì)心的高度。當(dāng)空氣彈簧得到成功運(yùn)用后，由于空氣彈簧轉(zhuǎn)向架的側(cè)滾剛度比鋼彈簧轉(zhuǎn)向架的側(cè)滾剛度小，因此采用空氣彈簧轉(zhuǎn)向架就有必要考慮增加抗側(cè)滾裝置。根據(jù) UIC 標(biāo)準(zhǔn)，車輛柔性系數(shù)應(yīng)小于 ，我國多數(shù)轉(zhuǎn)向架也基本滿足要求。由于我國鐵路車輛的標(biāo)準(zhǔn)和歐洲鐵路聯(lián)盟有區(qū)別，柔性系數(shù)究竟取多大的數(shù)值更合理，并能保證合理的運(yùn)用，還有待于進(jìn)一步探討 [2]。扭桿通過固定在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上的支撐與構(gòu)架相連。圖1 1―連桿；2―