轨道车辆用电磁式电涡流减振器的数值模拟与试验研究

作     者：沈龙江 王帅 陈政清 封周权 黄智文 华旭刚 SHEN Longjiang;WANG Shuai;CHEN Zhengqing;FENG Zhouquan;HUANG Zhiwen;HUA Xugang

作者机构：大功率交流传动电力机车系统集成国家重点实验室中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点试验室湖南长沙410082 湖南大学振动与冲击技术研究中心湖南长沙410082 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFB1201703) 国家自然科学基金资助项目(51808210) 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主研究课题(71865006,71865004) 湖南省研究生科研创新项目(CX20190286) 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2022年第19卷第5期

页      码：1433-1441页

摘      要：轨道车辆的悬架系统决定着轨道车辆的稳定性、舒适性和安全性。传统被动悬架方式虽然能在一定程度上满足车辆动力学性能要求,但其悬架特性在车辆运行过程中不能随激励的变化而进行调整,也不能适应复杂运营线路,因而限制了轨道车辆动力学性能的进一步提升。鉴于此,提出一种采用电磁式电涡流减振器的新型半主动悬架体系,其原理为将滚珠丝杆式惯容器与旋转式电涡流可变阻尼有机地结合在一起,极大地提高了电涡流阻尼的阻尼系数,而且充分利用惯性质量产生的负刚度效应提高减振效果;此外,通过改变励磁电流改变磁场大小,即可实现阻尼系数的连续可调。数值模拟的结果表明:同一轴向速度下,随着电磁铁励磁电流的增加,阻尼力不断增大;同一电磁铁励磁电流下,随着轴向速度的增大,阻尼力先不断增大,达到一定数值后增速逐渐放缓甚至不再增大。在此基础上,设计出满足轨道车辆悬架外形尺寸和阻尼特性要求的可调阻尼电涡流减振器,进行力学性能试验,试验结果与数值模拟结果吻合良好。本研究中的减振器电磁铁最大通电电流是在无需考虑散热问题的条件下确定的,未来若能妥善解决散热问题,该减振器的阻尼密度可进一步提高,有望替代目前普遍使用的被动式油压减振器,提升车辆的动力学性能和减振器耐久性。

主 题 词：轨道车辆 减振控制 电涡流减振器 惯性质量 半主动悬架 

学科分类：12[管理学] 083002[083002] 1204[管理学-公共管理类] 0830[工学-生物工程类] 120402[120402] 08[工学] 0837[0837] 080101[080101] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20210550

馆 藏 号：203111913...