針對鐵道客車模態(tài)耦合引起的共振問題,提出包含轉(zhuǎn)向架、車體及附屬設(shè)備的模態(tài)規(guī)劃方法。建立某鐵道客車的車體有限元模型,基于Guyan縮減法對彈性車體進行自由度縮減,建立車輛的剛?cè)狁詈戏治瞿Ｐ汀Ｕ{(diào)整車體主要結(jié)構(gòu)的材料屬性改變車體的低階彈性模態(tài)頻率,分析彈性模態(tài)變化對車輛平穩(wěn)性的影響及單個模態(tài)對平穩(wěn)性的貢獻量,基于動態(tài)響應(yīng)特性對車體局部結(jié)構(gòu)和車載設(shè)備進行模態(tài)匹配研究,給出了該鐵道客車的關(guān)鍵模態(tài)規(guī)劃推薦表。結(jié)果表明,該模態(tài)規(guī)劃研究方法具有較好的合理性和適應(yīng)性,能夠應(yīng)用于其他鐵道客車的模態(tài)匹配分析。

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【部分圖文】：

圖1 振動系統(tǒng)

模態(tài)分析是進行鐵道客車系統(tǒng)振動及模態(tài)匹配研究的基礎(chǔ)。模態(tài)是結(jié)構(gòu)的固有特性，可以用模態(tài)參數(shù)（固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型）來表征，這些模態(tài)參數(shù)能夠完整的描述系統(tǒng)的動態(tài)特性。模態(tài)分析一般分為計算模態(tài)和試驗?zāi)B(tài)分析[9]，如果分析過程是用有限元計算的方法，那么則稱為計算模態(tài)分析，見圖1模....

圖2 鐵道客車力學模型拓撲圖

(4）假定車輛保持勻速運行。3系統(tǒng)模態(tài)耦合的影響

圖3 雙自由度耦合系統(tǒng)

對方程組（9）進行化簡、求解，得到系統(tǒng)中各個設(shè)備的加速度傳遞率為：圖4為取u=0.5，ξ1=ξ2=0.05,f=1時的系統(tǒng)設(shè)備的振動特性。只要設(shè)備的固有頻率耦合，不論是剛性連接還是彈性連接，系統(tǒng)都會出現(xiàn)比較劇烈的共振，這也是進行模態(tài)規(guī)劃的初衷。

圖4 固有頻率耦合設(shè)備的振動傳遞率

對車體的一階彈性模態(tài)進行改變，是通過調(diào)整車體主要結(jié)構(gòu)的材料屬性參數(shù)而達到，如改變邊梁、枕梁、橫梁等結(jié)構(gòu)的彈性模量，具體見表1。當調(diào)整車體一階彈性模態(tài)頻率后，在美國5級線路譜激擾作用下，該型鐵道客車在整備狀態(tài)下以不同速度在直線上運行時，計算了車體一階彈性體頻率、構(gòu)架浮沉頻率及車體橫....

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