高速磁浮车辆通过小半径竖曲线时的动力学响应分析*

梁 鑫， 赵春发， 罗英昆, 虞大联

(1 中车青岛四方机车车辆股份有限公司， 山东青岛 266111；2 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室， 成都 610031)

为了实现高速磁浮列车600 km/h的运营速度目标，减小磁浮车辆走行部自重，同时确保磁浮列车具有良好的乘坐舒适性能，提出了一种基于德国TR09磁浮车辆系统的改进型悬浮架方案。该创新悬浮架取消了TR09车辆悬浮架的摇枕和吊杆结构，将空气弹簧直接布置在悬浮架两端的横梁上，从而简化了悬浮架结构，但对空气弹簧的伸缩变形提出了更高的要求。作为车辆二系悬挂系统的重要部件，空气弹簧具有复杂的结构和很强的非线性特性，而合理的空气弹簧技术参数选取首先需要了解其荷载条件和几何约束边界。因此，在空气弹簧方案选型和参数设计早期阶段，一般需要建立车辆系统动力学模型，仿真分析获得不同工况条件下车辆空气弹簧的运动学和动力学特性。

早期的轨道车辆二系空气弹簧设计中很少开展车辆系统动力学分析，一般仅采用有限元方法对空气弹簧气囊结构进行静力学分析。近年来，随着空气弹簧在轨道交通车辆中的广泛应用，国内外学者针对空气弹簧模型已开展了大量的研究工作。Berg定义了空气弹簧三维模型[1]，并且考虑了其内部空气的共振。Quaglia、Nieto和Docquier等根据流体力学和热动力学方程对橡胶气囊和空气室分别进行建模[2-6]，但没有考虑橡胶气囊与附加空气室之间的管路和节流孔对空气运动的影响。……