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1、第５期（總第１９８期）機(jī)械工程與自動(dòng)化Ｎｏ．５２０１６年１０月ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＯｃｔ．文章編號(hào)：１６７２-６４１３（２０１６）０５-００５１-０２抗蛇行液壓減振器動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)研究歐紅波，王勇，黃聰（西南交通大學(xué)牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都６１００３１）摘要：建立了減振器力學(xué)特性試驗(yàn)臺(tái)。針對(duì)某高速動(dòng)車組抗蛇行液壓減振器，進(jìn)行了靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)。分析不同激勵(lì)幅值、不同激勵(lì)頻率對(duì)抗蛇行減振器動(dòng)態(tài)性能的影響，得到了減振器的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)剛度和阻尼特性。試驗(yàn)結(jié)果表明：動(dòng)態(tài)剛度在低頻時(shí)隨頻率增加而增加，頻率高于某個(gè)值后，動(dòng)態(tài)剛度趨于平穩(wěn)；動(dòng)
2、態(tài)阻尼在低頻時(shí)隨頻率增加而增加，高頻時(shí)隨頻率增大而減小，而隨幅值的增加，動(dòng)態(tài)阻尼峰值所對(duì)應(yīng)的頻率減小。關(guān)鍵詞：抗蛇行減振器；力學(xué)特性試驗(yàn)臺(tái)；動(dòng)態(tài)特性＋中圖分類號(hào)：Ｕ２６０.３３１.４文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ0引言當(dāng)不考慮液壓減振器的油液及橡膠接頭產(chǎn)生的動(dòng)抗蛇行液壓減振器安裝在車體和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之態(tài)效應(yīng)，即阻尼力與速度間的相位角為０時(shí)，減振器所［１］間，主要用來抑制轉(zhuǎn)向架的蛇行運(yùn)動(dòng)。劇烈的蛇行表現(xiàn)出來的特性稱為靜態(tài)阻尼特性。減振器的靜態(tài)特運(yùn)動(dòng)不僅會(huì)影響乘客乘坐的舒適度，而且會(huì)使輪對(duì)劇性是減振器內(nèi)部的固有特性，為理想的液壓減振器特［２］烈地撞擊鋼軌，威脅到車輛的安全性。因此，為了保性，反映的是阻尼
3、閥系統(tǒng)各個(gè)溢流閥的開啟狀況。證高速列車運(yùn)行的穩(wěn)定性及安全性，需安裝抗蛇行減１．２抗蛇行液壓減振器動(dòng)態(tài)特性［３］振器。Ａｌｏｎｓｏ研究了抗蛇行減振器特性對(duì)車輛穩(wěn)定實(shí)際的抗蛇行減振器不止有阻尼特性，還存在剛［４］［５］［６］性的影響；曾京、馬衛(wèi)華和Ｓｈｉｍｏｍｕｒａ等研究了度特性。當(dāng)考慮液壓減振器橡膠接頭剛度和減振器內(nèi)抗蛇行減振器橡膠接頭剛度對(duì)臨界速度的影響，結(jié)果部油液剛度影響時(shí)，阻尼力與活塞速度之間的相位角表明抗蛇行減振器橡膠接頭會(huì)影響車輛系統(tǒng)的穩(wěn)定性不再為０，表現(xiàn)出明顯的動(dòng)態(tài)特性，這種特性稱為動(dòng)態(tài)及安全性。本文探究了抗蛇行減振器的實(shí)際工作狀阻尼特性。目前常用的減振器模型可以看成是阻
4、尼和態(tài)，以構(gòu)建更精確更精細(xì)化的減振器模型并用于動(dòng)車彈簧的串聯(lián)，稱為Ｍａｘｗｅｌｌ模型如圖１所示。組動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算，以便準(zhǔn)確再現(xiàn)線路運(yùn)行的實(shí)際狀態(tài)，查找故障原因，優(yōu)化抗蛇行減振器參數(shù)。在西南交通大學(xué)牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，搭建了減振器力學(xué)特性試驗(yàn)臺(tái)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ＤＩＮ-ｐｒＥＮ１３８０２“Ｒａｉｌｗａｙａｐ-ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ-ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｅｌｅｍｅｎｔｓ-ｈｙｄｒａｕｌｉｃｄａｍｐｅｒｓ”設(shè)計(jì)了靜態(tài)及動(dòng)態(tài)試驗(yàn)工況，對(duì)抗蛇行減振器進(jìn)行靜態(tài)圖１Ｍａｘｗｅｌｌ模型和動(dòng)態(tài)性能測(cè)試試驗(yàn)。由圖１可知，減振器系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為：1抗蛇行液壓減振器特性?k（x０-x）＋cx０＝０．（１）液壓減
5、振器的阻尼原理是減振器受到拉伸或壓縮其中：k為液壓減振器動(dòng)態(tài)剛度；c為動(dòng)態(tài)阻尼；x＝時(shí)，阻尼閥迫使油液通過閥裝置時(shí)產(chǎn)生明顯的壓強(qiáng)差，Aｓｉｎ（t）為施加在活塞上的激勵(lì)位移，A為激勵(lì)位移［７］進(jìn)而對(duì)活塞產(chǎn)生阻尼力。液壓減振器的力學(xué)特性可?幅值，為激勵(lì)位移角速度；x０為阻尼單元位移；x０為以用靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性來描述。為了研究液壓減振阻尼單元速度。將液壓減振器端部受到的激勵(lì)位移x器動(dòng)態(tài)特性的影響，需要建立合適的減振器模型，目前代入式（１）得到：減振器的建模方法大致有３種：物理參數(shù)模型、等效參２kAckA數(shù)模型和非參數(shù)化模型。x０＝２２２ｓｉｎ（t）-２２２ｃｏｓ（t）．（２）k＋ck＋
6、c１．１抗蛇行液壓減振器靜態(tài)特性鐵路總公司重點(diǎn)課題（２０１４Ｊ００８-Ｂ）；實(shí)驗(yàn)室自主研究重點(diǎn)課題（２０１４ＴＰＬ-Ｚ０５）；國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（５１４７５３８８）收稿日期：２０１６-０１-１２；修訂日期：２０１６-０７-２４作者簡(jiǎn)介：歐紅波（１９８９-），女，湖南長(zhǎng)沙人，在讀碩士研究生，主要研究方向?yàn)檐囕v系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)。?５２?機(jī)械工程與自動(dòng)化２０１６年第５期可得減振器阻尼力為：抗蛇行減振器的靜態(tài)特性曲線表現(xiàn)有明顯的分段特２２２?ckAωckAω性：阻尼力達(dá)到卸荷力前，靜態(tài)曲線的斜率較大，阻尼F＝cx０＝２２２ｃｏｓ（t）＋ω２２２ｓｉｎ（t）．ωk＋cωk＋cω相對(duì)較大；當(dāng)阻
7、尼力達(dá)到卸荷力之后，隨著振動(dòng)速度的（３）增加，阻尼力增長(zhǎng)緩慢，曲線趨于平緩，斜率很小，此時(shí)將式（３）化簡(jiǎn)后可得：減振器處于卸荷狀態(tài)，阻尼很小。ckAωπF＝ｃｏｓ［t-（-ω）］．φ（４）２２２２k＋cω其中：為激振位移φ和阻尼力之間的相位角。k＝ａｒｃｔａｎφ．（５）cω由式（４）可知，當(dāng)考慮減振器剛度時(shí)，阻尼力與激勵(lì)速度之間出現(xiàn)一個(gè)相位差π／２-。將減振器位移φ激擾x＝Aｓｉｎ（t）代入減振器阻尼ω力公式（３）可得：圖２減振器動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)臺(tái)２２２ckAx２ωckω
