高铁车辆刚柔耦合仿真奇异性及其处理对策

来源：计算机集成制造系统杂志2015年第9期北京时间：

作者：朴明伟,杨晶,赵强,丁彦闯,兆文忠

单位：大连交通大学机械工程学院

摘要：根据ICE3转向架原型的技术创新特点及其局限性,目前高铁运用必须更强调高速列车集成系统的稳定鲁棒性能,特别需要防范侧风稳定性问题及其危害性影响。考虑到高阶模态截取及其残余力对高铁车辆刚柔耦合仿真的负面影响,提出了奇异系数新概念并论证了横向振动耦合机制及其判定力学条件。以小幅蛇行振荡作为独立激励,造成较大车下质量(如牵引变流器)产生横向耦合共振,其与线路跟踪测试结果十分吻合。以抗蛇行高频阻抗作用作为相关激励,车体摇头大阻尼特征更加突出,因而其对后位转向架接口的横向扰动也更加强烈,如多隧道通过,造成电机横摆出现瞬间颤振现象。研究表明,ICE3原型存在设计缺陷,即缺乏结构阻尼减振技术,进而突出了抗蛇行高频阻抗的负面影响。

关键词：刚柔耦合仿真,高阶模态截取,奇异系数,高速铁路车辆,横向振动耦合机制,横向耦合共振

基金资助：国家科技支撑计划资助项目(2009BAG12A01);科技部国际合作资助项目(2010DFB80050);铁道部科技研究开发计划资助项目(2011J013-B);西南交通大学牵引动力国家重点实验室开放课题资助项目(TPL1102)。