转向架设计的思考方法及新的尝试(2)

铁道车辆焊接构架

转向架设计的思考方法及新的尝试 城取 岳夫,等(日)

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齿轮装置之间的弹性连接(弹性联轴节)等不超过零部件的容许位移,应该使轴箱的垂向定位刚度取较大的值。

(7)车站站台阶梯差

从无障碍要求来看,也必须满足站台阶梯差容许值要求(方便旅客上下)。特别是通勤电动车,由于空车与满员时的质量差别较大,所以,如果轴箱垂向刚度过低,当车辆满员时,车体便会下沉,致使车门与车站站台的阶梯差加大。

(8)乘坐舒适度

乘坐舒适度必须良好。因此,除了满足上述(1)~(7)项的要求外,还应选定满足乘坐舒适度良好要求的弹簧刚度以及减振器阻尼系数。

3 有待协调处理的关系

满足上述(1)~(8)项要求的技术参数往往是矛盾的,这就需要协调处理彼此之间的关系。转向架设计的难处就在于处理好这些互相协调的关系。因为如果满足一方面的要求时,另一方面的要求就可能不能满足。例如,如果使空气弹簧横向刚度及横向橡胶止挡的刚度取的较低,则乘坐舒适度较好,但当车辆通过曲线时,抑制车体由于离心力导致车辆朝曲线外侧移动的力就变小,所以,车辆就会超出车辆限界。另外,为了提高抗蛇行运动稳定性,就应当增大轴箱的纵向、横向定位刚度,但这会导

致轮轨横向力增大。设计人员应该一方面

协调处理好必须考虑的关系,同时应综合确定各方面评价为最优的技术参数值。

将上述问题大致归纳为垂向系统以及横向系统的协调关系问题(图1、图2)。

而且,由于运行区间等的限制,还必须附加考虑问题的优先顺序以及容许限度。

4.1 基于线性加权和评价函数的协调处理

之所以称为线性,是指参数能够形成比例关系。通过构造与横向力成比例、评价为很差的函数,以及与横向振动舒适度成比例、评价为很差的函数,并进行加权处理,根据加权之和来评价计算机设计方案,将最优解作为最终选定方案。加权过程中,通过比较横向力与横向振动舒适度,决定对哪一方面加权多少,并予以调整。公式(1)为评价函数,该式用于测定设计方案的低劣程度,所以,该值小表明是良好的设计。

评价=w#横向力的计算结果+

(1-w)#横向振动舒适度的计算结果

(1)

式(1)中:w 加权值。

最初,为确定加权值,研究了改变加权值时,稳态(3、

4 转向架设计的新尝试

在转向架设计中,为满足应考虑的多种要求,就需要确定很多技术参数。以往,确定这些技术参数时往往根据经验,反复计算,直至找出完全达到应该考虑指标的技术参数。事实上,可以考虑能否用计算机完成这类复杂的设计计算。到目前为止,已经尝试了几种方法,比较了其优、缺点,下面作一简单