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车体和转向架作为机车中最重要的部件,在运行过程中会受到来自轨道及车上其他结构施加的载荷和冲击作用,这会使两者处于振动状态,对大轴重机车来说两者极有可能发生耦合共振。众所周知,车体和转向架的性能直接关系到整车运行品质的好坏,这就要求两者不仅需满足静强度要求,还要保证各自在运行过程中有良好的动态性能。目前,大多针对机车动态特性的研究仅局限于车体自身,却往往忽略转向架的影响,这给整车动态特性评估带来不确定因素。山西大同电力机车厂研发的HXD2F型大轴重机车具有低频率特性,这使其车体和转向架发生耦合共振的可能性更大。因此,必须对机车车体和转向架进行综合动态分析,排除车体和转向架发生耦合共振的可能性,对HXD2F型整车的动态特性作出可靠的评价,并为建立有限元模型提供参考建议。对于大轴重机车来说,机车车体及转向架等重要结构的模态分析技术、试验方法及综合性能评价是研究其动态性能的重要方法。本文采用试验模态分析方法,以大轴重机车车体和转向架构架为研究对象,进行不同的模态试验,辨识不同条件下的模态参数:基于模态参数,综合分析车体和转向架各自的动态特性以及发生耦合共振的可能,具体研究内容如下:(1)对比试验模态分析的各种参数辨识方法优缺点,并基于N-Modal选择合适的参数辨识方法,提高模态参数辨识精度。(2)搭建试验模态分析测试系统,并根据车体和转向架的结构特点,设计在不同状态的测试模型,确定合适的传感器布置方案,进行试验。(3)采用锤击试验模态分析方法对设计状态的转向架构架进行试验,并将辨识得到的模态参数与有限元分析结果进行对比分析,确定转向架构架的产品一致性,为后期的整车动态性能分析作准备。(4)采用运行模态分析对整备状态的车体和转向架进行不同环境、工况的试验,基于模态参数完成车体自身的动态特性分析,并参考TB/T 3115-2005对车体和转向架的模态参数要求,完成车体和转向架的耦合振动分析,综合评价车体的动态特性,指导有限元模型的修改,为最初的车体及转向架设计提供参考建议。(5)通过对机车车体和转向架的模态分析,提出一套针对大轴重机车重要部件的试验模态分析方法;基于所辨识的模态参数,探讨机车车体、转向架构架模态振型与整车动态特性的关系。