本项目研究机车车辆及城市轨道车辆在制动工况下的整车系统颤振问题,通过建立包括制动摩擦副在内的整车系统颤振模型,研究机车车辆制动时的颤振机理,同时结合机车车辆系统动力学、车体和转向架构架模态分析,优化转向架的悬挂和结构参数,从设计上避免颤振的出现,可望取得突破性进展,形成完整的机车车辆系统颤振分析理论体系,减小由于颤振带来的车辆系统结构的破坏及减小对铁路沿线噪音污染,提高我国机车车辆和城市轨道车辆的设计水平。
针对提速和高速机车车辆遇到的制动颤振问题进行研究,将机车车辆系统非线性动力学理论、转向架模态分析、摩擦学等结合在一起,进行制动颤振机理研究。车辆制动时的颤振是一种非常有害的高频振动,属低声强级摩擦噪声,对车体内设备、转向架零部件、制动系统产生较大的破坏作用,危害旅客的身心健康,带来噪声污染。通过建立包括制动摩擦副在内的系统颤振模型,同时结合车辆系统动力学、转向架构架模态分析,研究机车车辆制动时的颤振机理,优化转向架的悬挂和结构参数,形成完整的机车车辆系统颤振分析理论体系。编制了相应软件,应用有效的数值方法来进行颤振动力学问题的分析。利用往复滑动摩擦噪声系统进行了大量试验和有限元分析,结果显示发生摩擦振动的模态都同时存在切向和法向方向的振动。提出一个新的摩擦噪声形成理论,当摩擦面法向力的振动与引起切向摩擦力的振动有时间滞后的情况下,切向和法向形成了一个闭环正反馈振动系统,形成摩擦噪声。通过理论分析和试验提出了避免制动颤振的措施并在国内新设计车辆上进行了应用以提高机车车辆的性能。这对于减少列车对环境的噪声污染、提高车辆的使用寿命和列车的运行品质具有十分重要的意义。