本发明专利技术提供了一种应用惯容器的轨道车辆二系垂向悬架及其参数确定方法，所述二系垂向悬架包括惯容器、阻尼器、主弹簧和副弹簧，主弹簧与阻尼器并联，然后再与副弹簧和惯容器的串联结构并联。所述悬架参数确定方法是以Sperling指数最小为优化目标，在保证二系垂向悬架动挠度均方根值不超过限位行程的1/3的前提下，采用粒子群优化算法优化而得。仿真分析结果表明，运用本发明专利技术提出的轨道车辆二系垂向悬架及其参数确定方法，能够有效降低轨道车辆在运行过程中的Sperling指数，提高轨道车辆的运行平稳性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于车辆领域，尤其是一种应用惯容器的轨道车辆二系垂向悬架及其参数确定方法。
技术介绍
作为底盘系统的重要组成部分，悬架性能直接影响轨道车辆在高速运行下的工作品质，因此，改善悬架系统的性能，对我国正在进行的列车提速具有重要意义。传统被动悬架的参数一旦确定后便不能进行调节，因而其性能难以满足人们对轨道车辆运行平稳性提出的更高要求。近年来迅速发展的主动/半主动悬架虽然能够实现悬架性能的有效提升，但成本高、能耗大以及控制时滞等问题限制了其进一步推广和应用。 惯容器是一种物理性质与质量元件相似，但是突破质量元件一端必须接地限制的两端点机械元件，其提出者——英国剑桥大学的Smith教授通过大量研究表明，惯容器能够有效提升隔振系统的隔振性能。目前，基于惯容器的轨道车辆悬架性能提升研究已引起相关领域专家学者的关注。2009年，中国台湾学者王富正首次将惯容器引入到轨道车辆悬架系统中，通过对包含惯容器的2种简单悬架结构形式进行研究，发现惯容器能够提升轨道车辆的乘坐舒适性，但性能提升幅度并不明显，随后其采用电学网络综合的方法得出几种包含惯容器的新型悬架结构形式，虽然悬架性能的提升幅度得到了明显提高，但由于结构过于复杂，并不具备实际工程应用价值。 通过分析相关研究结论可以发现，包含惯容器的悬架结构形式直接影响轨道车辆悬架的实际性能，简单的悬架结构形式虽然利于工程实现，但难以取得令人满意的减振效果，而过于复杂的悬架结构形式在大幅度提升悬架性能的同时，却难以实现工程应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对当前包含惯容器的轨道车辆悬架存在的性能提升与结构形式复杂度相矛盾的问题，提出一种结构复杂度较低且具有良好隔振性能的应用惯容器的轨道车辆二系垂向悬架，并给出其参数确定方法，从而实现悬架性能的最大程度提升。 为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为： 应用惯容器的轨道车辆二系垂向悬架，包括惯容器、阻尼器、主弹簧和副弹簧，其特征在于，主弹簧与阻尼器并联，然后再与副弹簧和惯容器的串联结构并联。 所述应用惯容器的轨道车辆二系垂向悬架的参数确定方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)根据牛顿运动力学原理，建立轨道车辆垂向6自由度动力学数学模型，所述轨道车辆垂向6自由度动力学数学模型中，二系垂向悬架均为本专利技术所述的应用惯容器的轨道车辆二系垂向悬架； (2)对粒子群算法进行初始化，确定粒子群算法的种群规模、粒子维数、惯性权重、最大迭代次数以及粒子加速因子和适应度要求； (3)确定所述二系垂向悬架参数的优化范围，根据所述悬架参数优化范围随机产生所有粒子的初始位置，同时产生所有粒子的初始速度； (4)将粒子当前位置赋值为所述二系垂向悬架的参数，并代入所述轨道车辆垂向6自由度动力学数学模型中进行仿真数值计算，得到轨道车辆的Sperling指数以及二系垂向悬架动挠度的均方根值； (5)判断所述对应粒子位置的二系垂向悬架的参数是否处于优化范围以及二系垂向悬架动挠度的均方根值是否超过限位行程的1/3，若所述二系垂向悬架的参数超出优化范围或者二系悬架动挠度的均方根值大于限位行程的1/3，则将对应该位置的粒子舍弃； (6)定义粒子的适应度函数为Sperling指数，计算满足步骤(5)约束条件的所有粒子的适应度，确定粒子的自身最优位置以及全局最优位置，并按照下式进行粒子位置和速度的更新： 孙晓强，陈龙，汪少华，杨晓峰，沈钰杰，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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