高速列车牵引变压器悬挂参数动态优化设计

作     者：贺小龙 张立民 张富兵 罗天洪 HE Xiao-long;ZHANG Li-min;ZHANG Fu-bing;LUO Tian-hong

作者机构：重庆文理学院机电工程学院重庆402160 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 

出 版 物：《交通运输工程学报》 (Journal of Traffic and Transportation Engineering)

年 卷 期：2018年第18卷第5期

页      面：100-110页

核心收录：

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFB1200505) 国家自然科学基金项目(U1334206) 

主　　题：车辆工程 高速列车 动态优化设计 悬挂参数 舒适度指标 振动烈度 牵引变压器 

摘      要：为了优化牵引变压器悬挂参数,建立了车辆设备21自由度刚柔耦合系统模型,并基于新型快速显式数值积分法求解了车辆和牵引变压器的振动响应;计算了车辆系统在不同速度等级下的舒适度指标和设备振动烈度,确定了变压器最优悬挂频率;建立了变压器数学模型与车辆设备刚柔耦合模型,结合最优悬挂频率、振动烈度、舒适度指标、隔振器动态作用力以及变压器悬挂模态与车辆地板局部模态匹配指标对隔振器参数在动态条件下进行多目标优化,计算了牵引变压器隔振器最优参数。研究结果表明:当牵引变压器悬挂频率比为0.82～0.98时,车辆舒适度低于2,设备振动烈度低于4.5mm·s-1,满足相关规范要求;经过优化最终确定第1组隔振器垂向刚度、三组隔振器刚度比、每组隔振器三向刚度比分别为2 142N·mm-1、1∶1.3∶2.5、1.7∶0.5∶1,与变压器原始悬挂方案相比优化后变压器振动烈度最大降低42%(在速度高于200km·h-1条件下),车辆一位端、中部、二位端舒适度指标平均提升3.53%、3.45%、2.01%,第1、4隔振器垂向作用力平均降低13.3%,第2、5隔振器垂向作用力平均降低3.8%,第3、6隔振器垂向作用力平均降低20.9%。可见,优化后车辆舒适度、设备振动烈度和隔振器垂向动态作用力均有较好改善。