Page 117 - 《橡塑技术与装备》2025年7期

工程设计
ENGINEERING DESIGN

橡胶空气弹簧扭摆性能试验装置

设计与研究

林达文 1,2 ，彭立群 1,2 ，黄涛 1,2 ，王进 1,2*
(1. 株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南 株洲 412007 ；
2. 湖南省轨道交通高分子材料及制品质量监督检验中心，湖南 株洲 412007)

摘要 ： 针对橡胶空气弹簧扭摆刚度和疲劳试验。分析了空气弹簧结构及标准，设计了一种新型的空气弹簧扭摆试验装置，并
与现有空气弹簧扭摆试验装置进行分析比对，重点应用新型试验装置研究了不同水平剪切位移、不同垂向载荷对扭摆性能的影响、
不同加载次数对疲劳性能的影响。结果表明 ：新型试验设计结构合理，满足空气弹簧扭摆试验要求，水平剪切位移增加，扭摆刚
度变小，垂向载荷对扭摆刚度影响不明显，研究成果为空气弹簧的研发和试验起指导作用。
关键词 ： 空气弹簧 ；扭摆性能 ；试验研究
中图分类号 ： TQ330.73 文章编号 ： 1009-797X(2025)07-0069-07
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.07.014

空气弹簧是在橡胶胶囊所围成的密封容器中加 供理论依据。
入压缩空气，利用空气的可压缩性实现隔振效果的一
种非金属减振器。由于其具有重量轻，内摩擦小，可 1 空气弹簧
调非线性动、静刚度和阻尼特性等特点，广泛应用于 空气弹簧主要由胶囊和辅助弹簧构成，利用胶囊
轨道车辆、汽车、工程机械及船舶等领域。随着我国 内压缩空气反力作为弹性恢复力，安装在转向架与车
高铁技术的快速发展，高速动车最快运营已达到 380 体之间，起缓冲、减振、隔振及自动调整车体承载面
km/h，如此高的车速无疑对车辆减振悬挂装置提出了 高度的作用，详见图 1。
更高的要求，目前高速动车组的二系悬挂普遍采用橡
胶空气弹簧系统，这种气动悬挂装置不但具有高度恒
定、固有频率恒定、自振频率低等优异的垂向性能，
而且可取消转向架的摇动台结构，提高车辆的横向动
力学特性。
在我国 30% 的线路为曲线，其中曲线半径≤ 600
m 的占 50%，空气弹簧作为动车组转向架关键的部件，
为提高车辆的舒适性和安全性发挥了重要的作用，空
气弹簧通过曲线轨道时，除承受来自垂向车体的静载， 图 1 空气弹簧安装
横向会同时承受水平和扭转位移 ［1~7］ 。而现有空气弹
空气弹簧主要由上盖板、橡胶气囊、辅橡胶弹簧
簧二维加载试验机、扭转刚度试验机、机械式扭摆试
组成，按橡胶堆结构分为锥形簧、圆柱橡胶堆和内置
验机只能对其进行剪切、扭转或定位移的扭摆疲劳试
橡胶堆 3 种，详见图 2。
验，无法进行复合承载条件下的扭剪刚度试验。文章
通过研制一种空气弹簧扭剪试验方案，不仅对空气弹
作者简介 ：林达文（1974-)，硕士，教授级高工，长期从
簧进行了扭剪刚度试验，而且研究了不同加载工况对
事轨道交通减振降噪高分子材料及制品的测试技术工作。
空气弹簧扭摆性能的影响，为改善车辆动力学性能提 * 为通讯作者

2025 第 51 卷 ·69·
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