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| 1 | 基于AMESim平台的轨道车辆空气弹簧系统气动力学仿真模型研究显示文摘基于热力学、流体力学和空气动力学理论,建立包括橡胶气囊、附加空气室、节流孔、差压阀和高度调整阀的空气弹簧系统气动力学微分方程组。在此基础上,基于AMESim平台建立轨道车辆的空气弹簧系统气动力学仿真模型,并以某动车组为例进行空气弹簧系统的静、动刚度仿真计算。将仿真计算结果与实测结果对比,验证了该模型能够很好反映实际空气弹簧的静态和动态特性。仿真计算结果表明:该模型解决了常规车辆动力学模型不能模拟空气弹簧刚度变化和高度调整阀在有些工况下会打开的问题,从而提高了车辆动力学仿真的计算精度。 | 戚壮 李芾 黄运华 虞大联 | 2013 | 中国铁道科学2013，34，3： | 18 |
| 2 | 基于激振法的空气弹簧垂向刚度和阻尼特性研究显示文摘以Firestone公司的1T15M-2型膜式空气弹簧为基础,与容积为22L的附加空气室构成带附加空气室空气弹簧。采用激振法研究了当空气弹簧与带附加空气室之间安装有孔口连续调节装置时,系统的振幅放大率和加速度稳态响应随激振频率和节流孔面积的变化规律,以及空气压力、节流孔流通面积对空气弹簧垂向刚度和阻尼的影响。研究发现,在3种各自不同压力条件下,无论节流孔面积大小如何,随着激振频率的增加,系统振幅放大率和加速度稳态响应值都先增大,并且在共振点时达到响应峰值,然后减小至较小的稳定值。当节流孔面积变化时,系统共振时的振幅放大率和加速度稳态响应峰值在节流孔面积调节至大约57mm^2时出现最小。节流孔面积对垂向刚度和阻尼都有影响,其中节流孔面积从57mm^2变化到78mm^2时,带附加空气室空气弹簧的刚度发生显著减小;阻尼的敏感变化范围为11mm^2~187mm^2,在57mm^2附近阻尼达到最大值。空气弹簧中的空气压力对垂向刚度和阻尼也有影响,内压越大,对应的刚度越大,而阻尼反而越小。该研究结论为刚度和阻尼连续可调空气悬架的研发提供了一定的依据。 | 贺亮 周永清 朱思洪 | 2008 | 振动与冲击2008，27，7： | 16 |
| 3 | 空气弹簧模型对铁道车辆动力学性能的影响显示文摘建立了空气弹簧等效模型、线性模型与非线性模型,分析了3种模型对车辆直线平稳性和曲线通过安全性的影响。研究结果表明:在计算车辆直线垂向平稳性时,空气弹簧等效模型计算精度较差,而空气弹簧线性模型和非线性模型计算精度较高;由于空气弹簧线性模型比非线性模型简单,建议在计算直线垂向平稳性时优先采用空气弹簧线性模型;在计算车辆曲线通过安全性时,空气弹簧非线性模型能反映空气弹簧的充排气特性,计算精度较高;由于模型自身的局限性,空气弹簧线性模型和等效模型无法反映空气弹簧的充排气特性,计算精度较差,因此,建议在计算曲线通过安全性时采用空气弹簧非线性模型。 | 吴兴文 池茂儒 朱旻昊 曾京 杨飞 | 2013 | 交通运输工程学报2013，13，2： | 16 |
| 4 | 空气弹簧对车辆曲线通过性能的影响显示文摘建立了考虑左右空气弹簧垂向耦合模型的车辆系统数学模型,由理想气体的状态方程得到空气弹簧的力学方程,分析了车辆通过曲线时车辆与空气弹簧的动态特性。仿真结果表明:由于高度阀的动作,车辆在驶出曲线后各空气弹簧的压力不一致,导致车体不能回到静平衡位置;车辆以正常速度通过曲线时,车辆曲线通过动力学性能变化不大;在车辆多次通过同一种曲线的较恶劣工况时,空气弹簧内气压变化范围是一定的;增加抗侧滚刚度能明显抑制车体侧滚,从而减小空气弹簧内气压的变化量;增大空气弹簧横向跨距,并选择合适的刚度和阻尼,能使车辆驶出曲线后各空气弹簧压力接近静平衡值。 | 罗仁 曾京 邬平波 | 2007 | 交通运输工程学报2007，7，5： | 15 |
| 5 | 节流孔式空气阻尼系统建模及参数影响分析显示文摘考虑空气弹簧橡胶气囊力学特性,采用分数导数Kelvin-Voigt模型和摩擦模型对空气弹簧橡胶气囊进行建模;并基于牛顿力学、热力学、流体力学和黏弹性力学,建立了节流孔式空气阻尼系统非线性模型。在系统工作平衡点附近,建立了该系统的线性化模型,并基于复刚度等效得到了系统的等效刚度和等效阻尼系数方程。以某空气弹簧为研究对象,实验验证了等效模型的有效性。在此基础上,分析了激振振幅、激振频率以及关键设计参数对系统等效刚度和等效阻尼系数的影响规律,这为空气悬架的刚度和阻尼匹配设计提供参考。 | 陈俊杰 殷智宏 郭孔辉 何江华 曾祥坤 袁显举 | 2018 | 振动与冲击2018，37，16： | 10 |
| 6 | 轨道车辆空气弹簧悬挂系统应用与研究显示文摘概述空气弹簧悬挂系统的结构与特性,重点介绍橡胶气囊、应急橡胶弹簧、附加空气室、高度调整阀与差压阀等空气弹簧悬挂系统的主要元件;对空气弹簧悬挂系统在国外轨道车辆上的应用情况进行综述,并通过我国轨道客车转向架的发展研究空气弹簧悬挂系统对轨道车辆动力学性能的意义;最后归纳近年来空气弹簧悬挂系统的研究方法,讨论其未来的应用前景与研究方向。 | 李芾 戚壮 | 2014 | 中国铁路2014，，4： | 7 |
| 7 | 空气弹簧控制的摆式列车动力学仿真研究显示文摘为了研究通过控制空簧(空气弹簧)升降来使车体倾摆的摆式列车控制策略和动力学性能,建立考虑空簧悬挂系统的摆式列车多刚体动力学仿真模型。模型中考虑了高度控制阀、差压阀、倾摆控制策略以及车辆系统中的非线性特性,由理想气体状态方程建立了左右侧耦合的空簧系统垂向力学模型。采用数值仿真方法研究了摆式列车在曲线轨道上运行时的倾摆策略和动力学性能。仿真结果表明:通过控制左右侧空簧的升降可以使车体按要求倾摆,减小车辆通过曲线时作用在旅客身上的未平衡横向加速度,改善曲线通过平稳性,从而提高摆式列车曲线通过速度10%左右;车辆通过曲线后可以用高度阀调整车体回复到平衡位置附近;增加空气弹簧距轨面高度可以改善倾摆效果。 | 罗仁 曾京 | 2009 | 工程力学2009，26，3： | 6 |
| 8 | 高速列车系统动力学空气弹簧建模方法研究显示文摘高速列车空气弹簧动力学模型主要分为三类:定刚度与定阻尼并联的线性模型、基于流体力学与气动力学原理的非线性模型以及考虑整体气动悬挂系统的完全模型。通过准静态动力学特性分析和高速动车组动力学模拟计算得出,非线性模型与完全模型具有相似的回滞曲线,线性模型具有较高的阻尼特性,但是在三种空气弹簧模型下计算出的车辆运行安全性指标具有较一致的结果。研究结果表明,在高速动车组动力学计算中,对于运行安全性指标,用空气弹簧线性模型即可满足工程要求;而对于平稳性指标,需要用非线性模型或完全模型进行建模,才能与实际更加接近;由于完全模型所需要确定的物理量较多,故在实际应用中建议采用非线性模型。 | 戚壮 李芾 黄运华 虞大联 | 2014 | 振动与冲击2014，33，12： | 4 |
| 9 | 铁道车辆空气弹簧模型的研究显示文摘首先建立了3种空气弹簧模型,即等效模型、线性模型及非线性模型,然后对比分析了3种空气弹簧模型的计算精度和计算速度。结果表明,等效模型的计算精度较差;非线性模型的计算速度较慢;线性模型既可保证较快的计算速度,又可保证较高的计算精度。因此,在工程应用中,建议采用空气弹簧线性模型来进行计算分析。 | 赵长龙 池茂儒 吴兴文 杨飞 | 2012 | 铁道车辆2012，50，9： | 4 |
| 10 | 动车组转向架空气弹簧支撑模式研究显示文摘基于空气弹簧的气动力学模型与车辆的多体动力学模型,对2点支撑模式与4点支撑模式下车辆的动力学性能进行了对比研究。此外,分析了2种改进的支撑模式:增加抗侧滚扭杆的4点支撑模式与差压阀可调的前3点支撑模式。研究结果表明,采用2点支撑模式与4点支撑模式的动车组具有较相似的动力学特性;增加抗侧滚扭杆的4点支撑模式能够保证故障状态下车辆的运行安全性;差压阀可调的前3点支撑模式能够在一定程度上提高车辆的曲线通过性。 | 戚壮 李芾 孙树磊 黄运华 虞大联 | 2013 | 机车电传动2013，，5： | 4 |
| 11 | 高速动车组空气弹簧故障模式下转向架动态响应显示文摘为了模拟高速动车组空气弹簧发生故障后的工作状态,基于气动力学理论与函数拟合方法,建立了空气弹簧系统的三维耦合动力学模型,并将该模型与高速动车组整车动力学模型进行了联合仿真,研究了空气弹簧故障模式下高速动车组转向架的动力学响应.由空气弹簧泄漏过程分析可知,空气弹簧泄漏导致车辆失稳的可能性较小,但会使平稳性下降;车辆的垂向与横向安全性指标峰值分别出现在泄漏面积约为15 mm2和30 mm2处;差压阀在空气弹簧的泄漏中能够有效保障车辆的动力学性能.由车辆曲线通过性分析可知,车辆通过曲线的方向若与空气弹簧的泄漏在同侧,则轮重减载率高出直线工况约20%;差压阀与高度调整阀的失效均会对车辆的动力学性能造成一定程度的影响,但各项指标仍满足安全性要求. | 戚壮 李芾 丁军君 黄运华 虞大联 | 2016 | 西南交通大学学报2016，51，1： | 4 |
| 12 | 高速动车组空气弹簧横向非线性动力学模型研究显示文摘针对基于气动力学原理和空气弹簧几何结构推导出的空气弹簧横向刚度解析解不易直接应用于高速动车组动力学计算的问题,通过拟合非线性有限元计算的空气弹簧横向刚度特性曲面,参考空气弹簧横向刚度解析解公式的形式,建立空气弹簧横向刚度的二次函数模型;对空气弹簧的横向刚度二次函数模型中的二次项系数进行修正,又可得到空气弹簧的纵向刚度二次函数模型;将由横向刚度和纵向刚度的二次函数模型构成的空气弹簧横向非线性模型引入高速动车组的动力学计算,并与空气弹簧线性模型进行对比。结果表明:空气弹簧的横向非线性特性对高速动车组直线运行时的横向平稳性影响不大,但会降低高速动车组的曲线通过性;在高速动车组的动力学分析中采用空气弹簧横向和纵向刚度的二次函数模型,不但能够体现空气弹簧实际的横向非线性特性,而且能够提高高速动车组动力学模型的计算精度。 | 戚壮 李芾 丁军君 黄运华 虞大联 | 2014 | 中国铁道科学2014，35，6： | 3 |
| 13 | 基于ADAMS/VIEW的单个空气弹簧模型的动态刚度分析显示文摘空气弹簧由于具有非线性刚度特性、容易得到较低的振动频率、自动避开共振、抑制共振振幅等优点,被广泛应用于轨道车辆的转向架上.针对CMT高速车的垂向振动问题,利用ADAMS/VIEW建立了非线性空气弹簧的等效模型,并对其进行了仿真分析.结果表明:空气弹簧的动态刚度随位移的变化呈非线性变化,载荷的极值点与位移的极值点不重合. | 李宝良 姚远 | 2008 | 大连交通大学学报2008，29，4： | 3 |
| 14 | 车辆悬架部件的非线性特性研究进展显示文摘空气弹簧、阻尼减振器和钢板弹簧是车辆悬架系统的重要组成部件,它们都具有非线性特性,可大大提高车辆的行驶平顺性。从非线性科学角度,重点介绍了空气弹簧、阻尼减振器和钢板弹簧的研究现状和非线性特性及其对改善车辆性能的作用。分析了非线性车辆悬架部件的研究方法和发展方向。 | 王靖岳 郭胜 鄂加强 | 2017 | 噪声与振动控制2017，37，4： | 2 |
| 15 | 分数阶修正的空气弹簧气动力学模型及其应用显示文摘以高速动车组用空气弹簧为研究对象,基于气动热力学理论分别对空气弹簧主气室、附加气室和节流孔特性进行分析,数值计算中所需的参数值由有限元方法辨识,建立空气弹簧气动热力学模型。采用分数阶理论对橡胶气囊的黏弹性阻尼特性进行描述,基于实测数据辨识分数阶模型中的参数,建立分数阶修正模型,以实现对气动力学模型的优化作用。优化后的模型满足空气弹簧试验的验证,与试验各项数据吻合度较好。总结出不同激励振幅、载荷和频率下的空气弹簧刚度、阻尼特性的变化规律。通过与车辆动力学模型联合仿真计算的垂向平稳性变化曲线对比表明:优化后的模型较气动模型的垂向平稳性指标降低6%左右,垂向最大加速度值得到了抑制。采用分数阶修正的空气弹簧特性建模,能够体现出更好的动力学性能。 | 戚壮 王晓雷 莫荣利 叶特 陈清化 | 2021 | 铁道学报2021，43，4： | 2 |
| 16 | 连接管路管径对空气弹簧动刚度特性的影响显示文摘对于带有附加气室的空气弹簧,主、附气室间连接管路的管径对弹簧刚度特性影响较大。用数值方法对管路内部气体流动进行模拟计算,采用FLUNET软件中模拟分析管路内部的三维流场,研究管径对管路内部流场和弹簧刚度特性的影响。同时,建立带附加气室空气弹簧特性试验系统,测试主附气室间连接管路不同管径时空气弹簧的动刚度特性。试验和模拟的结果表明,随着连接管路管径的增大,主附气室间气体交换量大,管路内部流场较稳定,弹簧动刚度减小。 | 李美 李仲兴 郭继伟 沈旭峰 姜伟娟 吴越 | 2012 | 汽车工程2012，34，11： | 2 |
| 17 | 铁道车辆空气弹簧动态特性仿真分析显示文摘基于热力学和流体力学理论相关数学-物理方程分别建立了空气弹簧本体-固定节流孔-附加气室模型和空气弹簧本体-连接管道-附加气室模型,采用Matlab/Simulink仿真软件,分析了连接管道长度、节流孔直径及附加气室容积对空气弹簧动态特性的影响。仿真结果表明:当采用较长管路连接时应考虑管道内空气质量的惯性对空气弹簧动态特性的影响,短管可等效为固定节流孔连接;空气弹簧垂向动态刚度在低频和高频激励下分别趋于常值;固定节流孔存在低频开口过大,高频开口过小的缺陷;固定节流孔直径与附加气室容积对空气弹簧系统的阻尼特性有较大影响。 | 刘亚平 米彩盈 徐传来 卢杰 | 2013 | 机车电传动2013，，4： | 2 |
| 18 | 空气弹簧支撑控制模式对车辆曲线通过性能的影响显示文摘目前,我国的动车组CRH1、CRH2、CRH3和CRH5都采用了空气弹簧,其不仅起到支撑车体并隔振的作用,且可以维持车体在不同静载荷下都与轨面保持一定的高度,但它们采用的空簧存在较大的差别,比如CRH3采用的是2点支撑控制,而其他动车采用的是4点支撑控制,且国内铁路提速车辆一般都采用四点支撑控制,与之相关的汽车较多采用3点支撑控制。多种控制方式的存在给人们带来很多困惑。通过建立能反映空簧系统变频特性的高速列车动力学模型,研究了空簧支撑方式在过超高工况下对高速列车曲线通过动力学性能的影响。研究表明:前三点支撑可以提高车辆的曲线通过性能,采用两点支撑的车辆要注意其抗侧倾性能的设计。 | 杨飞 池茂儒 郭文浩 孟宪全 | 2011 | 机械2011，38，8： | 2 |
| 19 | 空气弹簧悬架的鲁棒控制仿真研究显示文摘分析基于空气弹簧的空气悬架系统,建立了车辆二自由度动力学模型,用Matlab计算出车身垂直振动加速度均方根值。构建了以加速度均方根值为目标函数的刚度阻尼匹配模型,对空气悬架的阻尼进行了优化匹配。仿真结果表明,车辆的行驶平顺性可明显改善。 | 王纪婵 张亲艳 潘劲松 | 2012 | 机械设计与制造2012，，8： | 1 |
| 20 | 空气弹簧技术在轨道车辆领域的运用、研究及展望显示文摘从空气弹簧应用特性的角度对其技术发展进行了梳理,分别总结了空气弹簧垂向性能、横向性能及扭转性能的技术特点,并对其在国内外动车组、磁浮列车与城轨车辆上的运用情况进行了介绍。针对空气弹簧相关理论研究,讨论了空气弹簧系统有限元模型、等效力学模型及气动力学模型。其中有限元模型适用于分析空气弹簧结构特性、材料特性与接触特性,等效力学模型适用于车辆动力学计算,气动力学模型适用于空气弹簧非线性动力学计算。基于当前空气弹簧理论研究与技术应用现状,探索了CFD与动网格技术在空气弹簧特性分析中的应用,使用有限体积法对空气弹簧内部三维湍流进行数值模拟。总结了不同控制方法在空气弹簧系统中的运用,探讨了智能监测技术在空气弹簧系统中运用的可能性,展望了空气弹簧系统在状态预测、故障预警、健康评估等技术领域的发展。 | 苗新添 戚壮 李芾 | 2023 | 铁道车辆2023，61，1： | 1 |
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