和谐型机车车轮多边形激励下构架动态响应分析

• 作者: 张勇 吴兴文 罗贇 刘开成
• 来源期刊: 机械
• 学科: 交通运输
• 关键词: HXD1型电力机车 车轮多边形 主应力 疲劳极限
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 交通工程技术
• 页码范围: 52-60
• 页数: 9页
• 分类号: U270.1+1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006-0316.2021.01.008

摘要

针对某类型电力机车车轮存在严重的非圆形现象,结合有限元方法和多体动力学的思想,建立了机车刚柔耦合的动力学模型.并分析了在车轮多边形的轨道激励下机车构架的动应力响应以及机车构架疲劳强度的影响.通过建立扫频模型,确认构架共振弱区在0～200 Hz频率范围内节点的疲劳强度,发现考虑构架的柔性能很好地反映出构架在多边形激励下的动态响应,构架在18阶多边形激励下主要体现为70 Hz的主频振动.进一步分析不同车速和波深对构架振动的影响,结果表明构架加速度幅值与波深呈线性关系,与车速不呈线性关系;通过计算多边形激励下刚性构架和柔性构架随车速变化的加速度可知,柔性构架能很好的反映出车多边形对系统振动的响应,此外,发现在55 km/h速度下,柔性构架加速度幅值存在突变现象,是由于多边形通过频率引起的构架的垂直弯曲变形.分析计算了车轮多边形激励下构架动应力的响应,工况设置为车速120 km/h,多边形波深0.2 mm,提取构架在该工况下的主应力时间历程,依据疲劳极限法评估节点的主应力,结果表明疲劳强度是可靠的.