SIMPACK在动车组工艺转向架动力学性能分析中的应用

河北省智能装备数字化设计及过程仿真重点实验室 唐山学院 戴 俊

根据动车组检修需要，新研制的动车组工艺转向架主要包括车体、构架、车轮、轴箱、定位装置以及U型横梁等。定位装置等构架坐落在轴箱上面，构架上有横梁用来支撑车体，横梁上的支撑装置可以沿宽度方向相对运动，满足不同车体宽度的要求。横梁为支撑车体的主体机构，由上心盘、中心销等构成，横梁通过心盘与构架连接，它可以相对构架摇头和微幅侧滚。

本文针对动车组工艺转向架工作运行的线路特点，对其运动稳定性、运行平稳性和曲线通过安全性进行全面校核计算。本次计算考虑工艺转向架装载CRH1、CRH2、CRH3、CRH5四种典型车体工况。考虑带回转旁承和不带回转旁承两种类型，对带回转旁承的工艺转向架，进行9号道岔的通过安全性分析。

1 动力学说明

依据国标GB5599-85“铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范”，需要达到的有关动力学性能指标如下：车辆横向和垂向平稳性指标≤2.5；脱轨系数Q/P≤1.2（第一限度），Q/P≤1.0（第二限度）；轮重减载率 ΔP/P≤0.65（第一限度） ，ΔP/P≤0.60（第二限度）；倾覆系数D＜0.8。

轮轴横向力的限制值：

式(1)中：H——轮轴横向力（构架力），单位kN；Pst1，Pst2——左右车轮静载荷，单位kN。

据此，动车组工艺转向架车轮轨力的限制如表1所示。

表1 轮轨横向力允许值（KN）

另外，要求车辆系统的蛇行失稳临界速度要高于其最高运行速度，并且应具有足够的余量。

2 车辆系统非线性数学模型的建立

轮轨接触几何参数表现为轮对横向位移的线性函数，因此，用轮对横向位移量表示轮轨接触几何参数，采用线性插值来计算中间值。……