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文档简介

1、        1、前言     空气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，对空气弹簧无论是数量还是质量上都提出了很高的要求。本文瞄准国际先进水平，采用虚拟样机技术选取适用于运行时速在160 200km的高速客车上的D580空气弹簧为研究对象，采用CAD技术和非线性有限元分析技术，对该空气弹簧进行了较全面的静态力学性能分析，讨论了通过改变影响空气弹簧力学性能的几个主要参数，找

2、出空气弹簧力学性能的变化规律。从与试验结果进行比较，可以看出本文采用的分析方法是切实可行的，并可为新型空气弹簧的设计提供理论依据。     2、CAD模型和有限元模型     本文所分析研究的D580空气弹簧是在国外类似产品基础上，由铁道部科学研究院机车车辆研究所自行开发的自由膜式空气弹簧。     该D580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。图1为其CAD模型，第一幅图为空气弹簧的本体总装图，第二幅为沿轴向剖开后的示意图。空气弹簧的本体通过管道连接到附加空气室

3、。      图1 D580空气弹簧CAD模型以及剖面图    由于空气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。并要对空气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。     因为空气弹簧模型具有轴对称结构，本文主要研究空气弹簧的垂向和横向力学特性，所以将空气弹簧沿轴向剖开，取一半建立有限元模型。     图2 D580空气弹簧的有限元模型    3、D580空气弹簧ABAQUS计算模型     将空气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。具体见图3     1. 流体单元部分，2.橡胶囊

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