基于颗粒阻尼的高速列车动力包构架减振研究*
2021-09-11王兴民许展豪肖望强贾尚帅潘德阔
铁道机车车辆 2021年4期
王兴民,许展豪,肖望强,贾尚帅,潘德阔
(1 中车唐山机车车辆有限公司,河北唐山063035;2 厦门大学 航空航天学院,福建厦门361005)
高速动车组动力包发挥承载、导向、减振、牵引、制动的重要作用,是高速动车组的核心零部件[1-2]。高速动车组动力包构架是动力包的重要承载部分,是其他零部件安装的基础[3-4],目前普遍采用在动力包构架支座处安装橡胶隔振器的方法减少其振动,隔振效果约为80%,其振动仍需进一步被减小[5-6]。
针对此问题,文中基于颗粒阻尼研究、设计、制造一种新型的颗粒阻尼器以增加构架阻尼,减少构架振动。颗粒阻尼技术是一种被动振动控制技术:将金属或非金属颗粒以一定的填充率放入特定的结构空腔中,随着冲击或振动,颗粒与颗粒之间以及颗粒与结构空腔体内壁之间产生碰撞和摩擦,消耗系统能量,减少系统振动。研究颗粒阻尼的方法有颗粒动力学法、离散元法、多相流理论等,其中离散元方法可以更合理定量地分析颗粒阻尼器耗能情况[7]。转向架结构不宜改动,使用时间长,而颗粒阻尼技术有对原结构改动小,耐久性好等特点,在动力包转向架上应用颗粒阻尼技术,能有效减少其振动[8]。
基于有限元方法搭建高速列车动力包框架结构模型综合试验台,通过模态测试试验验证模型的有效性,基于颗粒阻尼技术设计1∶3的小试试验并优化颗粒参数及其布置方案[9]。采集数据并分析后可知,动力包构架模型振动最多降低57.98%。基于优化后的颗粒参数设计、制造颗粒阻尼器,在整车上进行1∶1的实车试验并采集分析数据,在高速列车动力包构架上安装阻尼器并进行试验,数据表明动力包构架在主振方向上的振动平均减少55.77%。……
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