刚度K2x=0. 18X IO6NAk横向定位刚度K2y= 0. 18X 10 6N/m ;每台转向架二系悬置的垂向等效刚度 K2z= I. 1368X 10 6N/m ;单个抗侧滚扭杆的扭转刚度Ke = 2. 5X 10 6N. m/rad ;-对抗蛇行减 振器的阻尼系数Cs= 1027kN. s/m ;待设计每台转向架单侧一系垂向减振器的等效阻尼系 数Cdl;待设计每台转向架二系垂向减振器的等效阻尼系数Cd2;待设计每台转向架二系横 向减振器的等效阻尼系数C2;待设计车体端部纵向减振器的等效阻尼系数C 3;待设计车体 端部横向减振器的等效阻尼系数车轮滚动半径r = 0. 445m、车轮踏面斜度λ = 〇. 15 ; 车轮和钢轨接触点横向间距的一半b = 0. 7465m，轮轴定位弹簧横向安装间距的一半Id1 = I. 15m，转向架中央弹簧横向安装间距的一半1^2= I. 3m，抗蛇行减振器横向安装间距的一半 b3= I. 4m，车体纵向减振器横向安装间距的一半b 4= I. 2m，车辆定距的一半a = 9. 5m，转 向架轴距的一半a。= L 35m，车体横向减振器纵向安装间距的一半1 = 13. 3m，车体上端端 部纵向减振器到车体质心的高度(I1= 0. 5m，车体下端端部纵向减振器到车体质心的高度d2=0. 5m，车轴中心线到轨道平面的高度h。= 0. 347m，车体质心到中央弹簧上平面的高度h 1 =0· 8m，车体质心到二系横向减振器的高度h2= 0· 616m，中央弹簧上平面到构架质心的高 度113= 0. 416m，转向架构架质心到车轴中心线的高度114= 0. 137m，二系横向减振器到构架 质心的高度h5= 0. 6m，车体端部横向减振器到车体质心的高度h6= 0. 5m ;分别以前转向架 轮对的质心〇lff、〇lft，后转向架轮对的质心O11^Oh，前、后转向架构架的质心0 2f、0&及车体 的质心O3为坐标原点；以前转向架前轮对的横摆位移y lff、摇头位移，前转向架后轮对的 横摆位移ylft、摇头位移约/>，后转向架前轮对的横摆位移ylrf、摇头位移，后转向架后轮 对的横摆位移、摇头位移前转向架构架的浮沉位移z2f、点头位移Φ2f、横摆位移y2f、 摇头位移，￥、侧滚位移02f，后转向架构架的浮沉位移z&、点头位移φ&、横摆位移、摇 头位移、侧滚位移Θ &，及车体的浮沉位移Z3、点头位移Φ 3、横摆位移y3、摇头位移f3、侧 滚位移Θ 3为坐标；以前转向架前、后车轮及后转向架前、后车轮处的轨道高低不平顺输入 Z01 (t)、Z02 (t)、Z03 (t)、Z04⑴和方向不平顺输入yal (t)、ya2 (t)、ya3 (t)、ya4⑴及水平不平顺 输入^1(〇、202(〇、^3(〇、204(〇为输入激励，其中4为时间变量；建立高铁整车23自 由度行驶振动微分方程，BP :
[0095] ①前转向架前轮对的横摆振动方程：
[0097] ②前转向架前轮对的摇头振动方程：
[0099] ③前转向架后轮对的横摆振动方程：
[0101] ④前转向架后轮对的摇头振动方程：
[0103] ⑤后转向架前轮对的横摆振动方程：
[0104] CN 105117556 A 说明书 10/13 页
[0105] ⑥后转向架前轮对的摇头振动方程：
[0107] ⑦后转向架后轮对的横摆振动方程：
[0109] ⑧后转向架后轮对的摇头振动方程：
[0111] ⑨前转向架构架的浮沉振动方程：
[0113] ⑩前转向架构架的点头振动方程：
[0115] ?前转向架构架的横摆振动方程：
CN 105117556 A 说 明 书 11/13 页
[0123] ?,后转向架构架的点头振动方程：
[0125] 后转向架构架的横摆振动方程：
[0127] ?:后转向架构架的侧滚振动方程：
[0129] ?后转向架构架的摇头振动方程：
[0131] ?车体的浮沉振动方程：
[0133] _车体的点头振动方程：
[0135] 錄车体的横摆振动方程：
[0137] 车体的侧滚振动方程：
[0139] 其中，h = ho+hi+l^+hw
[0140] 響车体的摇头振动方程：
[0142] (2)构建高铁整车23自由度振动协同优化仿真模型：
[0143] 根据步骤（1)中所建立的高铁整车23自由度行驶振动微分方程，利用Matlab/ Simulink仿真软件，构建高铁整车23自由度振动协同优化仿真模型，如图5所示；
[0144] (3)建立高铁一系和二系及端部减振器的阻尼协同优化目标函数J :
[0145] 根据步骤（2)中所建立的高铁整车23自由度振动协同优化仿真模型，以每台转向 架单侧一系垂向减振器的等效阻尼系数、每台转向架二系垂向减振器的等效阻尼系数、每 台转向架二系横向减振器的等效阻尼系数、车体端部纵向减振器的等效阻尼系数和车体端 部横向减振器的等效阻尼系数为设计变量，以各轮对处的轨道高低不平顺随机输入、方向 不平顺随机输入和水平不平顺随机输入为输入激励，利用仿真所得到的车体浮沉运动的振 动频率加权加速度均方根值、点头运动的振动频率加权加速度均方根值、横摆运动 的振动频率加权加速度均方根值crIi、侧滚运动的振动频率加权加速度均方根值及摇 头运动的振动频率加权加速度均方根值0>3，建立高铁一系和二系及端部减振器的阻尼协 同优化目标函数J，即：
[0147]式中，振动频率加权加速度均方根值的系数1、 0. 4、1、0. 63、0. 2,分别为车体浮沉运动、点头运动、横摆运动、侧滚运动、摇头运动的轴加权 系数；其中，在不同频率下振动频率加权加速度均方根值i7A、fjJ3、％、&色的 频率加权值，分别为：
[0153] (4)高铁一系和二系及端部减振器最佳阻尼系数的优化设计：
[0154] ①根据车辆定距的一半a = 9. 5m，转向架轴距的一半a。= I. 35m，车辆行驶速 度V = 300km/h，及步骤（2)中所建立的高铁整车23自由度振动协同优化仿真模型，以 各轮对处的轨道高低不平顺随机输入zM(t)、、Z(]3(t)、zM(t)、方向不平顺随机输入 yai (t)、ya2 (t)、ya3 (t)、ya4 (t)和水平不平顺随机输人 Z e! (t)、Z e 2 (t)、Z e 3 (t)、Z e 4 (t)为输 入激励，利用优化算法求步骤（3)中所建立高铁一系和二系及端部减振器的阻尼协同优化 目标函数J的最小值，优化设计得到每台转向架单侧一系垂向减振器的最佳等效阻尼系数 Cdl= 34. 9kN. s/m，每台转向架二系垂向减振器的最佳等效阻尼系数C d2= 117. 3kN. s/m， 每台转向架二系横向减振器的最佳等效阻尼系数C2= 107. 6kN. s/m，车体端部纵向减振器 的最佳等效阻尼系数C3= 2895. 6kN. s/m，车体端部横向减振器的最佳等效阻尼系数Q = 187. 5kN. s/m ；
[0155] 其中，轨道高低不平顺随机输入之间的关系为：zQ2(t) = zQ1 (t-0. 0324s)，zQ3(t) =zQ1(t-〇. 228s)，zQ4(t) = zQ1(t-〇. 2604s);方向不平顺随机输入之间的关系为：ya2(t) =yal (t-0. 0324s)，ya3(t) = yal (t-0. 228s)，ya4(t) = yal (t-0. 2604s);水平不平顺随 机输入之间的关系为：z e 2 ⑴=z e 丨（t-0. 0324s)，z e 3 (t) = z e 丨（t-0. 228s)，z e 4 (t)= z ei (t-0. 2604s);车辆行驶速度v = 300km/h时，各轮对处所施加的德国轨道高低不平顺 随机输入激励，分别如图6、图7、图8、图9所示；所施加的德国轨道方向不平顺随机输入激 励，分别如图10、图11、图12、图13所示；所施加的德国轨道水平不平顺随机输入激励，分 别如图14、图15、图16、图17所示；
[0156] ②根据每台转向架单侧一系垂向减振器的安装支数Ii1= 2、每台转向架二系垂向 减振器的安装支数n2= 2、每台转向架二系横向减振器的安装支数η 3= 2,车体端部纵向 减振器的安装支数η4= 4,车体端部横向减振器的安装支数η 5= 1，及①步骤中优化设计 所得到的每台转向架单侧一系垂向减振器的最佳等效阻尼系数Cdl= 34. 9kN. s/m、每台转 向架二系垂向减振器的最佳等效阻尼系数Cd2= 117. 3kN. s/m、每台转向架二系横向减振器 的最佳等效阻尼系数C2= 107. 6kN. s/m、车体端部纵向减振器的最佳等效阻尼系数C3 = 2895. 6kN. s/m和车体端部横向减振器的最佳等效阻尼系数&= 187. 5kN. s/m，计算得到单 支一系垂向减振器、二系垂向减振器、二系横向减振器、车体端部纵向减振器和车体端部横 向减振器的最佳阻尼系数，分别为：(^1=(^1/111=17.451^. 8/111，(^2=(^2/112= 58.651^· s/m，Co2= C 2/n3= 53. 8kN. s/m，C。3= C 3/n4= 723. 9kN. s/m，C or= C r/n5= 187. 5kN. s/m。
[0157] 根据实施例所提供的车辆参数，利用轨道车辆专用软件sniPACK，通过实体建模仿 真验证可得，该