传统橡胶转臂节点难以平衡轨道车辆曲线通过性与高速运行稳定性之间的矛盾,通常采用折中设计定位刚度来处理。通过在橡胶体内嵌液压机构可以实现转臂节点的变刚度,使其具有低频低刚度和高频高刚度的频变刚度自适应特点。主要介绍新型频变刚度转臂节点的设计原理,建立其力学模型,推导动态刚度的求解方法。通过仿真计算与试验数据对比,验证该数值计算模型的可靠性,并基于此分析液压机构主要特征参数对频变刚度转臂节点动态特性的影响规律。仿真与试验结果表明:这种频变刚度转臂节点的整体动刚度水平取决于液压腔体积柔度和等效活塞面积,而动态刚度阀值频率则主要由流道长径比决定。

为满足高速列车减振系统对不同频率下串联刚度的需求,文章对橡胶液体复合液压关节的动态特性进行研究,并通过仿真软件ADINAFSI的双向流固耦合计算模块对关节的准静态特性开展研究,分析激励相关性和材料特性相关性对轨道车辆液压关节动态特性的影响。研究结果表明:高速列车液压关节的准静态刚度和频变刚度峰值主要受橡胶主簧硬度的影响,且与橡胶硬度呈正相关性;在低频段内乙二醇液体浓度对关节频变刚度增长率有一定调节作用,激励幅值和预加载量对频变刚度影响较小;关节滞后角随外部载荷频率的增加呈先激增后减小规律,其峰值随预加载量或橡胶主簧硬度的增加呈先增后减的趋势;关节滞后角峰值与激励幅值呈负相关性,与液体浓度呈正相关性;关节阻尼系数随频率增加先减小再逐渐趋于稳定。