【摘 要】
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随着动车组运营里程的增加,轮轨型面不可避免会产生磨损,导致车辆运行中的稳定性、平稳性问题逐渐显现出来,部分动车组在运行中出现了晃车、抖车等异常振动现象。异常振动主要通过悬挂系统传递至车体,本文以改善动力集中动车组车辆异常抖动程度为研究目的,开展悬挂参数多目标优化研究工作,主要工作内容包含以下几部分:（1）结合现场测试数据对动车组异常抖动原因进行分析,得出车轮踏面严重凹磨造成轮轨匹配关系恶化及等效锥
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随着动车组运营里程的增加,轮轨型面不可避免会产生磨损,导致车辆运行中的稳定性、平稳性问题逐渐显现出来,部分动车组在运行中出现了晃车、抖车等异常振动现象。异常振动主要通过悬挂系统传递至车体,本文以改善动力集中动车组车辆异常抖动程度为研究目的,开展悬挂参数多目标优化研究工作,主要工作内容包含以下几部分:（1）结合现场测试数据对动车组异常抖动原因进行分析,得出车轮踏面严重凹磨造成轮轨匹配关系恶化及等效锥度增大是导致车体横向抖动的主要原因;在动力学软件UM中建立动集动车组车辆的多刚体动力学模型,并对模型的直线运行稳定性及平稳性进行了验证,结果均可以满足要求;（2）将实测磨耗车轮踏面导入多刚体动力学模型与标准60钢轨匹配,通过仿真复现了动车组构架失稳引起的车体横向抖动特征,车体横向振动加速度幅值达到0.8m/s~2,对车体振动加速度进行频谱分析,发现车体存在10Hz左右的横向振动主频特征,与线路实测的车体抖动特征一致;（3）采用单参数试验法对动车组的悬挂参数与车辆动力学性能间的关联性进行仿真研究,研究对象包含轴箱转臂节点、一系垂向减振器、一系弹簧、二系横向减振器、空气弹簧等悬挂元件,设置各参数变化范围为原参数的0.3～1.7倍,结果显示二系横向减振器阻尼和一系横向、纵向定位刚度对车辆稳定性、横向平稳性及曲线通过性影响较大,并确定将此三个悬挂参数作为优化设计对象;（4）基于Isight软件建立悬挂参数多目标优化模型,以降低高等效锥度下的车辆Sperling横向平稳性指标和磨耗指数为优化目标,同时为了不影响低锥度下车辆的运行稳定性,将提高非线性临界速度作为第三个优化目标,并将脱轨系数、轮轴横向力、轮重减载率指标作为约束函数;基于RBF神经网络模型建立近似模型并进行误差分析,最后选择NSGA-II算法完成了优化;（5）对优化结果进行验证,优化后车辆高锥度下的车辆横向平稳性得到改善,Sperling平稳性指标下降至合理范围内。同时优化结果也提升了车辆的曲线通过性,其中小半径曲线的改善效果更好。车辆低锥度下的非线性临界速度略有折损,但依然可以满足安全要求。后基于Achard磨耗计算模型进行20万公里的磨耗预测,通过对比验证了优化结果改善了车轮磨耗性能,悬挂参数优化后车轮的滚动圆磨损速率降低。图67幅,表14个,参考文献60篇。
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