高速动车组空气弹簧垂向动态刚度试验台分析

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建立空气弹簧的气动流体力学模型，并推导空气弹簧垂向特性与其回滞曲线几何特征的关系式。基于该气动模型，通过静态及动态仿真试验，着重研究橡胶气囊体积、附加空气室体积及节流孔直径三个结构参数与空气弹簧垂向静态刚度、动态刚度及阻尼特性的关系。在此基础上，使用包含该空气弹簧气动模型的高速动车组整车动力学模型，进一步研究空气弹簧
结构参数对车辆垂向平稳性的影响规律。计算结果表明，增大橡胶气囊体积可有效改善车辆垂向平稳性;附加空气室体积达到一定值时，进一步增大对提高车辆垂向平稳性作用不大，应保证附加空气室容积至少为35 L;随着节流孔直径的增大，车辆垂向平稳性指标首先快速减小然后缓慢增大，说明节流孔直径存在一较优取值范围，约为15^25 mm，使车辆垂向平稳性达到最佳。
随着高速动车组车速的提高，由于轮轨作用加剧，车体的振动也会越来越剧烈，从而降低乘客的舒适性，严重时甚至会影响列车运行的安全性。对于采用空气弹簧作为二系悬挂系统的高速动车组车辆，空气弹簧的垂向特性对车辆的运行平稳性影响较大。由于空气弹簧的垂向特性与其结构参数有着复杂的非线性关系，因此，建立空气弹簧的动力学模型，分析其结构参数变化对其垂向动态特性的影响，并进一步确定高速动车组垂向平稳性随空气弹簧结构参数的变化关系，将对优化高速动车组动力学性能产生积极意义。
由于应急橡胶弹簧刚度远大于空气弹簧刚度，且两者处于串联关系，空气弹簧本体的弹性作用要远大于应急橡胶弹簧的弹性作用。

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