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橡胶弹簧的垂向性能

橡胶弹簧的垂向性能

    

橡胶弹簧是铁道车辆悬挂系统中极其关键的部件,它的力学性能极大的影响着列车运行的舒适性。当前,我国正大力发展高速铁路运输系统,对橡胶弹簧无论是数量还是质量上都提出了很高的要求。D580橡胶空气弹簧主要由4部分组成,分别为上盖板、支撑橡胶堆、本体橡胶胶囊和附加空气室。

由于橡胶弹簧的有限元分析比较特殊,涉及了有限元力学分析中的各类非线性问题。并要对橡胶弹簧中的气体进行适当的模拟,这样才可能得到有价值的结果。考虑到本问题的特殊性,所使用的有限元分析软件必须是能很好的处理各类非线性问题,并且应该有丰富的单元类型来模拟复杂的模型,经过慎重的筛选,本文采用了当前国际广泛应用的ABAQUS有限元分析软件。

将橡胶弹簧的模型分为四部分:胶囊部分,橡胶堆部分,流体部分,上、下盖板刚体部分。随胶囊内压的变化,垂向刚度不断增大,所以,D580橡胶弹簧的垂向性能是比较稳定的,适应载荷变化的范围比较大。

另外,当胶囊内压增大时,橡胶空气弹簧的横向刚度也增大,这是与垂向性能一致的,橡胶空气弹簧的垂向刚度随胶囊内压的变化不大。

橡胶弹簧处于正常工作高度时,胶囊内压增大,橡胶空气弹簧横向和垂向的反作用力也加大,其横向和垂向的刚度也同时加大。裙边的角度从小到大时,橡胶空气弹簧的垂向刚度会很缓慢地变小,而横向刚度会急剧的增大,因此调整上盖板裙边角度是改变橡胶空气弹簧横向力学性能的非常有效的途径。

橡胶弹簧附加气室的容积对垂向刚度有较大影响,而对横向刚度影响较小。当附加气室容积比较小时,垂向刚度随附加气室容积的增大而减小得很剧烈,但随着气室容积的增大,其影响就变得越来越不明显。

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