轴箱转臂式定位节点刚度对地铁车辆动力学性能的影响*

刘元欣，王自力

（西南交通大学 牵引动力国家重点实验室， 成都610031）

轻轨、地铁和动车组转向架普遍采用轴箱转臂式定位方式，该方式是利用转臂连接轴箱和构架来定位的，转臂与构架的连接是通过橡胶关节实现的，这一结构可以为车辆提供纵向和横向定位[1]。转臂式定位节点是车辆一系悬挂系统的重要组成部件，由于橡胶节点的特殊作用和复杂的工作环境，在长期服役过程中，节点很容易产生疲劳损伤，出现橡胶开裂或老化的情况，不可避免的造成刚度的变化甚至节点失效，这将严重影响车辆动力学性能，影响旅客的乘坐舒适度，甚至造成其他部件损坏，如轮对疲劳损伤、轴箱弹簧断裂[2]等，严重影响行车安全，因此有必要对节点刚度变化与车辆性能的关系进行研究。

目前专家学者主要从两个方面对轴箱橡胶节点刚度进行研究:对轴箱定位等效刚度的理论分析和公式的推导；节点刚度、位置变化等与车辆动力学性能的关系。文献[3−5]分别用不同的方法推导了弹簧偏置、中置、斜置式轴箱转臂式定位的等效刚度理论计算公式；在文献[6]中，通过有限元仿真方法和实验方法相结合，计算了轴箱转臂橡胶接头的径向刚度和轴向刚度；在文献[7−8]中，通过仿真计算，研究了节点刚度对高速动车组车辆稳定性、平稳性的影响。文献[9]在对车辆进行建模时，采用了变刚度节点，分析了其对车辆动力学性能影响；文献[10]通过实验的方法研究了橡胶节点的温变特性，并分析了这一特性对车辆动力学性能的影响；……