论文摘要
铁路是国民经济的大动脉,是国民经济发展的主导。发展铁路事业,对国民经济起着非常大的促进作用,客车高速化是铁路运输的既定发展方向。随着列车速度的提高,车体的振动、噪声问题愈发显著,这直接关系到高速列车运行的安全性和乘坐舒适度。另外,铁路的高速化对客车的轻量化提出了更高的要求,高度的轻量化将导致车辆动态性能的下降,车速的提高也会使各种不平顺引起的随机激励频率的频域加宽,并通过转向架作用于车体,以较高的频率激励出车体的弹性振动,导致车体垂向和横向振动加速度增大,这势必会影响车辆的动态性能和乘坐舒适度。论文主要通过建模得到了各部件的质量、转动惯量,同时由有限元计算出模态分析结果和子结构特征,为建立多体动力学模型做好了准备。通过多体动力学软件SIMPACK和有限元分析软件ANSYS的有效结合,完成了全刚体车辆系统动力学模型以及刚体-柔体耦合车辆系统动力学模型,同时获得了两个模型在美国5级谱随机激扰下车体振动较大部位的动态响应,并进行了比较分析。由此可以揭示出将车体考虑成柔性体的刚柔耦合模型与全刚性体模型的区别。利用准静态应力分析方法对车体结构进行动应力计算,具体方法是利用ANSYS获得车体结构在设定载荷工况下的应力影响因子（SIC）,并将其与刚柔耦合多体仿真得出的载荷历程相乘叠加求和计算（即最大主应力的叠加计算）,最终获得车体结构动应力-时间历程。本文通过综合有限元分析和多体动力学仿真分析,得出结论:与全刚体模型相比较,将车体进行柔（弹）性化处理对车体横向振动影响较小,对车体的垂向振动影响较大。当车体只受垂向和横向激扰时车体动应力平均水平和幅值并不大,在原有模型基础上考虑车辆的纵向车钩力后,得到应力的平均水平有了很大的提高。因此在动应力计算时纵向激扰是不可忽略的。