[发明专利]低速轨道车辆二系垂向悬置最佳阻尼比的解析计算方法

权利要求书

1.低速轨道车辆二系垂向悬置最佳阻尼比的解析计算方法，其具体设计步骤如下：

(1)确定车体垂向振动位移频率响应函数

根据轨道车辆的1/4单节车体的满载质量m₂，单个转向架构架质量的一半m₁；每轴箱定位装置的垂向等效刚度K₁；二系垂向悬置的刚度K₂；待设计二系垂向悬置的阻尼比ξ，其中，二系垂向减振器的等效阻尼系数二系垂向减振器的端部连接等效刚度K_d2；利用低速轨道车辆1/4车体四自由度行驶垂向振动模型，以轨道高低不平顺随机输入z_v为输入激励；以转向架构架质心的垂向位移z₁，二系垂向减振器活塞杆的垂向位移z_d2及车体垂向振动位移z₂为输出；确定车体垂向振动位移z₂对轨道高低不平顺随机输入z_v的频率响应函数即：

H(jω)z2~zv=N0jω+N1D0jω5+D1ω4-D2jω3-D3ω2+D4jω+D5;]]>

式中，

N₀＝C₂K₁(K₂+K_d2)；N₁＝K₁K₂K_d2；

D₀＝C₂m₁m₂；D₁＝K_d2m₁m₂；D₂＝C₂[m₂(K₁+K₂+K_d2)+m₁(K₂+K_d2)]；D₃＝K_d2(K₁m₂+K₂m₁+K₂m₂)；

D₄＝C₂K₁(K₂+K_d2)；D₅＝K₁K₂K_d2；

其中，

(2)建立二系垂向悬置最佳阻尼比的目标函数J(ξ)：

根据车辆行驶速度v，轨道高低不平顺大小幅值参数G，及步骤(1)中所确定的车体垂向振动位移频率响应函数建立二系垂向悬置最佳阻尼比的目标函数J(ξ)，即：

J(ξ)=2πvG∫∞+∞|ωH(jω)z2~zv|2dω;]]>

(3)建立二系垂向悬置最佳阻尼比目标函数J(ξ)的解析表达式：

根据步骤(2)中所建立的目标函数J(ξ)，通过积分运算，建立二系垂向悬置最佳阻尼比目标函数J(ξ)的解析表达式，即：

J(ξ)=-2π2GvBD0A;]]>

式中，

B＝(D₀D₁D₄D₅-D₀²D₅²)b₀+(D₀D₁D₂D₅-D₀²D₃D₅)b₁；

A＝D₀²D₅³-2D₀D₁D₄D₅²-D₀D₂D₃D₅²+D₀D₃²D₄D₅+D₁²D₄²D₅+D₁D₂²D₅²-D₁D₂D₃D₄D₅；

其中，

D₀＝C₂m₁m₂；D₁＝K_d2m₁m₂；D₂＝C₂[m₂(K₁+K₂+K_d2)+m₁(K₂+K_d2)]；D₃＝K_d2(K₁m₂+K₂m₁+K₂m₂)；

D₄＝C₂K₁(K₂+K_d2)；D₅＝K₁K₂K_d2；

b₀＝(C₂K₁K₂+C₂K₁K_d2)²；b₁＝(K₁K₂K_d2)²；

C2=2ξK2m2;]]>

(4)低速轨道车辆二系垂向悬置最佳阻尼比ξ_o的解析计算：

根据车辆参数，及步骤(3)中所建立的二系垂向悬置最佳阻尼比目标函数J(ξ)的解析表达式，利用MATLAB，求解的正实数根，便可得到低速轨道车辆二系垂向悬置系统的最佳阻尼比ξ_o。