为了解决山区小半径曲线下车辆运行安全性低、平稳性差等问题,有针对性地建立了某型轨道客运车辆动力学模型,并进行了仿真计算,分析讨论了一系悬挂纵向定位刚度、横向定位刚度以及二系悬挂中央弹簧纵向刚度、横向刚度等参数对轨道客车山区小半径曲线通过性能的影响。研究结果显示,过大的一系及二系水平刚度、挠度比都不利于车辆通过曲线;一、二系纵向刚度灵敏度最高。一系纵向刚度、横向刚度建议kpx=(8~15)MN/m,kpy=(8~12)MN/m;二系纵向刚度ksx、横向刚度ksy建议0.15MN/m。

基于多体动力学与轮轨接触理论,应用UM动力学软件建立了CRH2型动车模型,并建立了考虑构架柔性因素下的刚柔耦合动力学模型,通过对比分析了一系钢簧的非对角刚度和构架柔性对车辆系统临界速度和曲线轨道上最大通过速度的差异。结果表明一系钢簧非对角刚度因素对车辆系统直线运行临界速度影响较小,对车辆系统曲线运行最大通过速度影响较大;构架柔性因素对车辆系统直线运行临界速度影响较大,对车辆系统曲线运行最大通过速度影响较小;建议计算直线运行临界速度时考虑构架柔性因素,计算曲线运行最大通过速度时考虑钢簧非对角刚度。

基于多体动力学软件UM建立了CRH2型车的多刚体模型,并将构架考虑成柔性体替换多刚体模型的刚体构架,建立CRH2型车的刚柔耦合模型。分析了车辆在通过曲线时多刚体动力学模型和刚柔耦合动力学模型的动态特性。计算了车辆在不同曲线半径、不同曲线超高、不同长度缓和曲线下多刚体模型和刚柔耦合模型各项安全性指标的差异。仿真表明,一定程度增大曲线半径、提高曲线超高、增加曲线长度有利于提高曲线通过的安全性,并且刚柔耦合模型比多刚体模型有更好的曲线通过性能,建议分析曲线通过性能时考虑构架柔性因素。

利用Solidworks、ANSYS以及SIMPACK软件,建立了包含车辆、控制系统和弹性悬浮架的高速磁浮车辆刚弹性动力学模型,仿真分析了车辆以250km/h速度通过半径2260m平面曲线时弹性悬浮架的动态响应。结果表明,在线路扭转最为剧烈的缓和曲线中点,悬浮架弹性变形最大,其弹性扭转角最大约0.125°,悬浮臂最大垂向变形为0.44mm;悬浮架弹性变形主要在缓和曲线上得到反映,在圆曲线段上近似为一较小值,扭转变形方向在前、后缓和曲线上刚好相反。弹性悬浮架的动态响应规律与曲线通过理论是吻合的,表明磁浮车辆刚弹性动力学仿真模型是合理的。

针对印度RMGL项目轨道条件，分析对比了两种不同踏面形状与该钢轨匹配关系，并通过改变轮对内侧距，对比不同轮轨接触关系和动力学性能，以优化轮轨接触关系，改善车辆动力学性能。