基于模态共振原理的重载机车一系钢弹簧结构优化研究

作     者：杨逸凡 陈是扦 王开云 肖绯雄 马呈祥 YANG Yifan;CHEN Shiqian;WANG Kaiyun;XIAO Feixiong;MA Chengxiang

作者机构：西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031 中车大同电力机车有限公司大同037038 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51825504 52005416) 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2025年第61卷第2期

页      码：247-256页

摘      要：某型重载机车一系钢弹簧频繁断裂,严重威胁了车辆运行稳定性和安全性。为此,建立考虑一系钢弹簧和轮对柔性的重载机车动力学模型,从模态共振和动应力的角度对一系钢弹簧关键参数进行优化分析,形成一套优化方案;此外,开展现场跟踪试验,对优化方案的实际效果进行验证。理论分析结果表明:一系钢弹簧的一阶垂向压缩模态频率(f1)对簧丝直径和弹簧中径的变化较敏感;当f1与车轮多边形磨耗激振频率接近时,易发生模态共振,使钢弹簧的加速度和动应力显著增加;最终优化后钢弹簧的f1为107 Hz,较好地规避了车轮多边形磨耗激振频率。试验结果表明,优化方案可显著降低钢弹簧等效应力。研究结果可为钢弹簧结构设计及优化提供重要参考。

主 题 词：重载机车 一系钢弹簧 结构优化 车轮多边形磨耗 模态共振 

学科分类：082304[082304] 08[工学] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2025.02.247

馆 藏 号：203156351...