徐宁
- 作品数：20 被引量：139H指数：8
- 供职机构：北京交通大学机械与电子控制工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：交通运输工程机械工程理学更多>>
- 带集中质量及转动惯量的弹性车轴模型及振动分析被引量：5
- 2014年
- 随着列车运行速度不断提高,轮对质量、转动惯量以及轮轴弹性对轮轨系统振动影响越来越明显,在车辆-轨道耦合系统动力学研究中不应再被忽视。利用假设模态法,得到带有集中质量及转动惯量的弹性车轴振型函数,与等直梁的振型函数进行对比,并在此基础上建立考虑轮对弹性振型的车轴模型和车辆系统动力学模型。采用数值计算方法,得到扁疤激励下车辆-轨道耦合系统轮轨力、垂向加速度及其功率谱密度。与传统刚性车轴处理方式相比,所提的方法能更为准确地反映轮轴振动、轮轨力冲击和衰减特性等。
- 徐宁任尊松马尚
- 关键词：功率谱密度轮轨力
- 高速列车齿轮箱应力响应与疲劳损伤评估被引量：13
- 2018年
- 进行了高速列车线路试验,研究了GPS信号与齿轮箱结构的受力特点,获取了扭矩载荷和振动载荷作用下齿轮箱的应力时间历程曲线,分析了在扭矩载荷、振动载荷作用下齿轮箱的应力响应特性,并编制了应力谱,利用疲劳损伤影响参数来反映扭矩载荷和振动载荷对齿轮箱疲劳损伤的影响程度。研究结果表明:在扭矩载荷作用下,列车牵引与制动的交替变化会使齿轮箱产生较大的应力响应,最大应力幅值为25.80MPa;在制动工况下,齿轮箱应力呈阶梯形变化;列车低速运行时齿轮箱吊杆座端部的高应力幅值频次大于高速阶段,结构疲劳损伤影响参数由0.20减小到0.08,减小了60.0%。在振动载荷作用下,列车运行速度由350km·h^(-1)减小到200km·h^(-1)时,齿轮箱吊杆座端部的应力响应强度由2.08MPa减小到0.97MPa,降低了53.4%;在同一速度等级下,列车头部齿轮箱的应力幅值低于列车尾部;列车由牵引状态转变为惰性运行时,齿轮箱的应力响应强度由3.4MPa减小到1.0MPa,降低了70.6%;列车由低速运行转为高速运行时,齿轮箱端部疲劳损伤影响参数由0.009增大到0.260,增大了27.9倍。
- 李广全刘志明呙如兵徐宁
- 关键词：车辆工程齿轮箱振动载荷
- 结合相角重构法的轨道不平顺随机过程的数值模拟被引量：3
- 2016年
- 在逆傅里叶变换方法基础之上,考虑到实测线路谱本身是峭度和偏度值等统计特征在一定范围内变化随机过程,利用重构随机相角方法,获得具有一定峭度和峰度值的不平顺随机序列,并比较模拟序列的统计特征。变速过程中轨道不平顺谱为慢变的时变功率谱,将其转化为多个短时间段上平稳功率谱,利用逆傅里叶变换方法获得各时间段的不平顺随机序列,并通过重构相角的方法实现各段随机序列的准确连接,得到匀加速和变加速工况下不平顺随机时域序列,分析所得序列的非平稳性及统计特性。利用FFT得到的各不平顺随机序列的功率谱,并与原功率谱进行比较。可以发现,匀速工况下不同峭度和偏度的不平顺随机序列的功率谱与原功率谱几乎完全重合;变速条件下不平顺随机序列的功率谱与原功率谱趋势一致且数值较为接近。
- 徐宁任尊松李响
- 关键词：轨道不平顺
- 基于运用条件和频域特征的动车组转向架构架疲劳损伤规律研究被引量：1
- 2022年
- 转向架作为动车组车辆的关键部件,担负着承载与走行等多种任务,传递不同形式的动态载荷,有必要对其疲劳问题进行研究。以某型城际车动车和拖车转向架构架为研究对象,在对构架疲劳关键点动应力进行线路实测基础上,依据速度、航向角以及部分线路参数,提取到直线、不同半径曲线、启动牵引、混合制动以及低速过站等不同工况下各测点的动应力数据,分析和比较各测点在不同运用条件下的疲劳损伤特点。通过时-频变换方法,得到不同速度下动车和拖车各主要测点动应力幅频特征,进而分析各测点动应力峰值频率所对应的系统固有频率和外界激励频率,探讨不同频率成分的动应力对各关键点损伤的贡献情况。研究发现,相同速度和曲线半径下,多数动车疲劳关键点的等效应力大于拖车。在车辆接近停止时,抗蛇行减振器座和横侧梁连接处的动应力会存在一个大幅值循环,这与车体惯性力对抗蛇行减振器的作用有关。中低速过道岔时,各测点的动应力变化范围均有一定程度的增大,以横侧梁连接处和抗蛇行减振器座处变化最为明显,其他疲劳关键位置的动应力变化相对较小。达到相同损伤占比时,绝大多数动车构架测点的动应力频带比同速度下拖车构架更宽。
- 徐宁张波任尊松李强杨超杨广雪陈璨
- 关键词：转向架构架动应力
- 基于转向架悬挂参数与踏面锥度优化的高速车辆动力学性能分析被引量：19
- 2018年
- 利用多体动力学仿真软件SIMPACK建立包含高速车辆车轮不同踏面和60kg/m钢轨型面的车辆系统动力学模型,研究改变车轮踏面锥度和悬挂参数对车辆动力学性能的影响,并根据计算结果得出一组新的优化参数。结果表明:车辆系统的稳定性主要由轴箱定位刚度和抗蛇行减振器阻尼决定,而舒适性主要由二系垂向阻尼、横向减振器阻尼以及系统垂向刚度决定。对于轮轨磨耗而言,优化后的高速车辆车轮踏面具有较好的耐磨性能,踏面锥度大、对中性好,不易产生较大幅度的横向振动。总体而言,优化后的车轮踏面锥度和悬挂参数在平稳性、稳定性和磨耗方面优于或接近标准参数车辆,验证了其可行性,为车辆结构参数统一化设计提供相应理论依据。
- 李响任尊松徐宁
- 关键词：高速车辆轮轨关系动力学性能
- 地铁小半径曲线段钢弹簧浮置板轨道的钢轨波磨研究被引量：27
- 2017年
- 针对我国部分地铁线路出现振动噪声加剧及钢轨异常波磨的现实情况,开展地铁钢轨波磨形成机理的研究。利用多体动力学仿真软件Simpack建立包含地铁车辆和轨道结构的车辆系统动力学模型,研究车辆-轨道系统动力学性能以及弹性轨道系统振动特性对波磨形成的影响。研究结果表明:车辆通过曲线半径300m的钢弹簧浮置板轨道时,产生欠超高的速度以及降低曲线超高均可以降低轮轨间作用力;内侧钢轨的轮轨磨耗指数和横向蠕滑力均大于外侧,尤其在速度为55km/h时,无论轮缘是否贴靠钢轨,内侧钢轨所受应力均相对较大,造成内轨磨耗加剧;从曲线内外侧钢轨和轨道板频谱特性可知,内侧钢轨与轨道板发生共振现象所对应的频率140Hz与现场测试得出的通过频率139Hz相接近。轮轨间横向滑动造成的钢轨磨耗和轨道结构的垂向振动可能是造成曲线钢轨波磨的主要原因。
- 李响任尊松徐宁
- 关键词：波磨钢轨轨道板多体系统动力学
- 车轮扁疤激起的轴箱轴承冲击特性被引量：11
- 2020年
- 以CRH2型动车组为研究对象,建立包含轴承的车辆-轨道动力学分析模型,通过数值积分获得了轮轨冲击力时间历程、轮对和轴箱振动加速度时间历程、滚子与外圈滚道接触载荷时间历程;结合已有的车轮扁疤分析模型,研究了扁疤长度、车辆运行速度对轮轨冲击力的影响,分析了扁疤冲击下轮对、轴箱的振动加速度响应特征以及外圈滚道接触载荷响应特征。研究结果表明:轮对和轴箱受到的冲击加速度均随扁疤长度呈现增长的趋势,轴箱受到的冲击加速度大于轮对受到的冲击加速度,且轴箱受到的冲击加速度增长更快;车轮扁疤会对外圈滚道接触载荷产生影响,在滚道承载区域,车轮进入扁疤区域时产生的冲击载荷作用效果为减小滚子外圈接触载荷,在车轮离开扁疤区域时产生的冲击载荷作用效果为增大滚子外圈接触载荷,在滚道非承载区域,滚子与外圈同样会产生多次冲击;车速为300 km·h^-1,扁疤长度小于30 mm时,车轮进入扁疤区域滚子外圈受到的冲击载荷大于车轮离开扁疤区域滚子外圈受到的冲击载荷,扁疤长度大于30 mm时,车轮进入扁疤区域滚子外圈受到的冲击载荷小于车轮离开扁疤区域滚子外圈受到的冲击载荷;在整个滚道区域内,扁疤激扰激起的滚道冲击载荷呈左右对称分布,且滚道区域越靠近对称轴,受到的冲击载荷越大。
- 查浩任尊松徐宁
- 关键词：车辆工程轴箱轴承车辆系统动力学振动加速度
- 不同车辆-轨道垂向动力学模型功率流传递特性研究被引量：5
- 2019年
- 基于4种不同精细化程度的车辆-轨道垂向动力学模型,利用解析方法建立了形式统一的系统相邻部件间功率流传递函数,给出了车辆一系悬挂、二系悬挂、轮轨间以及钢轨和轨枕间的振动功率流传递特性,分析模型的精细化和弹性化对于各部件间功率流传递特征的影响。以精细化程度最高的模型为研究对象,讨论车辆悬挂参数和部件惯性参数的改变对部件间功率流传递特征的影响。结果表明,简单模型能够较为真实地模拟车辆低频传递特性,但对中、高频传递特性的表达与复杂精细模型相差较大;位于激励源附近位置的轮对和钢轨,在其固有频率附近的振动能量往往具有较强的传播性;簧下质量的变化对轨枕至道砟的传递特性的影响最为明显。
- 徐宁任尊松薛蕊李强
- 关键词：惯性参数
- 独立旋转车轮转向架的自动对中实现方法
- 2023年
- 为了使独立旋转车轮走行系统重新获得自动对中能力,提出横向轮轨力及摇头力矩导向方法。首先阐述导向原理,利用横向轮轨力和摇头轴的后倾角形成摇头回正力矩,促使独立车轮自动回到初始横向位置。然后给出独立旋转车轮转向架的布置方案,前后独立轮副的摇头转动轴线呈V形。最后采用多体动力学仿真和样机试验方法对提出的导向原理进行验证。结果表明,无后倾角时独立旋转车轮转向架不能回到轨道中心线位置。然而,当摇头转动轴的后倾角为5°和10°时,独立车轮出现低频横向衰减振动并自动回到初始横向位置。新独立旋转车轮转向架出现了两种蛇行运动。转向架比例样机在溜坡试验中也出现了左右摇晃的车轮蛇行运动现象。因此上述导向方法能够使独立旋转车轮转向架自动对中。
- 杨超杨超徐宁徐宁
- 关键词：独立旋转车轮稳定性蛇行运动
- 高速动车组轴箱轴承振动特性被引量：16
- 2018年
- 列车运行过程中轮对和轴承将产生动态相互作用,并对轴箱和轴承振动及运用安全产生重要影响,但既有研究尚未考虑这种动态耦合作用。在车辆-轨道耦合动力学模型基础上,考虑轴承与列车耦合运动关系,建立6自由度滚子和6自由度保持架的双列圆锥滚子轴承模型,研究高速动车组轴箱轴承的振动及载荷特征。结果表明,轮轨激扰加剧了轴箱轴承振动,使得滚子与滚道在非承载区发生碰撞,非承载区的最大碰撞力可达到承载区最大碰撞力的一半左右,轮轨激扰还可使得滚子与保持架碰撞力增大,加剧保持架打滑;轴承振动对轴箱加速度的影响主要集中在1 kHz以上;轮对和轴箱振动加速度幅值较为接近,但轴箱垂向加速度比轮对垂向加速度稍大,轴箱横向加速度比轮对横向加速度略小。提出的车辆-轴承耦合振动研究方法丰富了车辆系统动力学研究范畴,研究成果对揭示高速动车组轴箱轴承振动及载荷特性具有重要意义。
- 查浩任尊松徐宁
- 关键词：高速动车组轴箱轴承载荷
