高速列車抗蛇行減振器參數(shù)的多目標(biāo)優(yōu)化研究

姚 遠(yuǎn) ，陳相旺 ，李 廣 ，張振先 ,2

（1. 西南交通大學(xué)牽引動力國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610031；2. 中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東 青島 266111）

在高速列車車體和轉(zhuǎn)向架間沿縱向布置抗蛇行減振器可以增加車體與轉(zhuǎn)向架之間的回轉(zhuǎn)力矩，有效地抑制車輛的蛇行運(yùn)動，保證車輛系統(tǒng)具有足夠的橫向運(yùn)行穩(wěn)定性，確保了行車安全和旅客乘坐舒適性. 作為高速列車的重要懸掛元件，抗蛇行減振器懸掛參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得尤為重要. 針對抗蛇行減振器對車輛動力學(xué)性能的影響已經(jīng)開展了諸多研究[1-4]，試圖找到減振器參數(shù)對車輛動力學(xué)性能的影響特點(diǎn)，從而為參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考. 采用主動抗蛇行減振器雖然可以有效地兼顧車輛橫向穩(wěn)定性與曲線通過性能[5]，但其成本較高、部件繁多、維修保養(yǎng)不便，針對傳統(tǒng)的被動懸掛參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化仍是提升車輛動力學(xué)性能的有效方法.

機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化旨在從復(fù)雜和矛盾的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中尋求有效折衷的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，從而兼顧各項(xiàng)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)良好的性能要求[6-7]. 鐵道車輛的懸掛參數(shù)設(shè)計(jì)是典型的多目標(biāo)優(yōu)化問題，需要找到合理的懸掛參數(shù)，使其兼顧車輛的橫向穩(wěn)定性、曲線通過性能和乘坐舒適性等性能指標(biāo). 解歡等[8]以提升車輛運(yùn)行平穩(wěn)性和穩(wěn)定性為目標(biāo)，選擇混合代理模型，通過多目標(biāo)優(yōu)化方法獲得了優(yōu)化懸掛參數(shù). Johnsson 等[9]針對車輛的運(yùn)行安全性、舒適性和車輪磨耗問題，對阻尼元件進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并加入了自適應(yīng)控制策略進(jìn)一步提升車輛性能. Bideleh 等[10]建立了50 個(gè)自由度的鐵道車輛仿真模型，并考慮一、二系懸掛布置方式的對稱性，通過參數(shù)靈敏度分析選取主要懸掛參數(shù)，借助遺傳算法解決車輛輪軌磨耗和舒適性的優(yōu)化問題. 目前，鐵道車輛懸掛參數(shù)的優(yōu)化集中于尋求兼顧車輛穩(wěn)定性、曲線通過性能、運(yùn)行平穩(wěn)性、車輪磨耗性能的折衷設(shè)計(jì).

高速列車橫向穩(wěn)定性是轉(zhuǎn)向架懸掛參數(shù)設(shè)計(jì)中最為關(guān)注的性能，在懸掛參數(shù)優(yōu)化中要考慮車輛在不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和輪軌接觸狀態(tài)下的穩(wěn)定性，列車在低等效輪軌接觸錐度和高等效錐度時(shí)分別容易發(fā)生一次蛇行和二次蛇行運(yùn)動失穩(wěn)，抗蛇行減振器參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)需要兼顧列車兩種輪軌接觸狀態(tài)下的運(yùn)行穩(wěn)定性. 本文基于高速列車在高、低兩種輪軌接觸錐度狀態(tài)下的線性穩(wěn)定性，對抗蛇行減振器參數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，同時(shí)分析影響抗蛇行減振器參數(shù)優(yōu)化結(jié)果的因素，挖掘車輛懸掛參數(shù)之間的匹配規(guī)律，為抗蛇行減振器的選取提供有效理論支撐.

1 車輛動力學(xué)模型與健壯穩(wěn)定性

1.1 車輛線性動力學(xué)模型

針對國內(nèi)運(yùn)行的典型高速列車結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立簡化的車輛橫向動力學(xué)模型，如圖1 所示，圖中：v為速度；Kpx、Kpy分別為一系縱向和橫向剛度；Ksx、Ksy分別為二系縱向和橫向剛度；Csx、Kncsx分別為抗蛇行減振器阻尼及其串聯(lián)關(guān)節(jié)剛度；Csy、Kncsy分別為二系橫向阻尼及其串聯(lián)關(guān)節(jié)剛度. 模型由7 個(gè)剛體組成，包括1 個(gè)車體、2 個(gè)構(gòu)架、4 個(gè)輪對，其中：車體具有橫移、搖頭、側(cè)滾3 個(gè)自由度；輪對和構(gòu)架分別具有橫移、搖頭2 個(gè)自由度. 一系懸掛位于輪對與構(gòu)架之間，由橫向和縱向定位剛度組成；車體與構(gòu)架之間設(shè)有二系橫向、縱向、垂向剛度及阻尼，并考慮了抗側(cè)滾剛度，考慮到液壓減振器橡膠節(jié)點(diǎn)剛度和液體剛度的影響，二系橫向和縱向減振器采用剛度和阻尼串聯(lián)的Maxwell 模型可以滿足分析精度要求[11]，該模型共27 個(gè)自由度. 本文主要針對車輛線性穩(wěn)定性進(jìn)行分析，用等效錐度來表示輪軌接觸幾何特征，采用Kalker 線性理論計(jì)算輪軌切向力.

圖1 車輛橫向動力學(xué)簡化模型Fig. 1 Simplified model of vehicle lateral dynamics

車輛系統(tǒng)動力學(xué)方程為

式中：x為系統(tǒng)的自由度矩陣；M、C、K和Q分別為系統(tǒng)的質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣、剛度矩陣和外力矩陣.

對于彈性定位單個(gè)輪對的運(yùn)動方程，輪軌切向力作用使得輪對的橫移和搖頭耦合[12-13].K是非對稱矩陣，其非對角線項(xiàng)表示輪軌切向接觸引起的輪對橫移和搖頭運(yùn)動的耦合作用. 阻尼矩陣C與運(yùn)行速度v有關(guān). 在蛇行運(yùn)動的一個(gè)周期內(nèi)，如果輸入能量和消耗能量是相等的，此時(shí)線性系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，對應(yīng)的速度稱為線性臨界速度.

由于剛度矩陣K的非對稱特性，通過傳統(tǒng)的模態(tài)分析方法不能將式（1）轉(zhuǎn)換為解耦的微分方程組，而采用復(fù)模態(tài)變換則可以實(shí)現(xiàn). 將式（1）改寫成狀態(tài)空間形式，如式（2）.

式中：y為系統(tǒng)狀態(tài)變量矩陣；A為系統(tǒng)矩陣，如式（3）.

式中：I為單位矩陣，通過分析A的特征值和特征向量可以得到車輛系統(tǒng)的線性穩(wěn)定性指標(biāo)和模態(tài)振型.

1.2 健壯穩(wěn)定性

抗蛇行減振器對車輛系統(tǒng)動力學(xué)性能有重要影響，主要反映在車輛的橫向平穩(wěn)性、曲線通過性能以及蛇行運(yùn)動穩(wěn)定性. 而對于高速運(yùn)行的動車，車輛蛇行穩(wěn)定性是最重要的指標(biāo)，在轉(zhuǎn)向架懸掛參數(shù)的優(yōu)化中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注.

轉(zhuǎn)向架懸掛元件在設(shè)計(jì)、制造和維修的過程中會不可避免的出現(xiàn)誤差，液壓減振器及其橡膠關(guān)節(jié)在服役中隨著時(shí)間推移發(fā)生故障或蠕變，懸掛阻尼或剛度發(fā)生變化會直接影響車輛動力學(xué)性能；另外，輪軌磨耗和線路變形導(dǎo)致輪軌接觸幾何關(guān)系改變，同樣會影響車輛的動力學(xué)性能. 當(dāng)輪軌接觸錐度較低時(shí)，如新輪、新軌狀態(tài)以及軌底坡增大，由于較低的蛇行頻率與車體振動頻率耦合，車輛容易發(fā)生一次蛇行，車體出現(xiàn)低頻橫向晃動，影響車輛乘坐舒適性甚至安全性；車輪踏面磨耗后出現(xiàn)較高的輪軌接觸錐度使得車輛穩(wěn)定性裕度不足，發(fā)生二次蛇行，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架出現(xiàn)高頻橫向劇烈振動. 因此，車輛需要在較寬的速度范圍和輪軌接觸狀態(tài)具有足夠的穩(wěn)定性裕度，以防止懸掛參數(shù)改變和等效錐度變化引起的穩(wěn)定性削弱，即車輛具有健壯穩(wěn)定性. 對于上述車輛橫向線性動力學(xué)模型，通過計(jì)算系統(tǒng)矩陣的特征值，將蛇行運(yùn)動模態(tài)對應(yīng)特征值的實(shí)部與特征值模數(shù)的比值，即系統(tǒng)阻尼比定義為系統(tǒng)線性穩(wěn)定性指標(biāo)ζ.本文選取較小值作為優(yōu)化方向，通常阻尼值為正表明系統(tǒng)是穩(wěn)定的，故定義ζ為負(fù)值對應(yīng)系統(tǒng)是穩(wěn)定狀態(tài).

本文將速度200 km/h、輪軌接觸低錐度（λ=0.05）工況和速度350 km/h、輪軌接觸高錐度（λ=0.40）工況下的穩(wěn)定性作為優(yōu)化目標(biāo)，分別定義為低錐度穩(wěn)定性指標(biāo)ζlow和高錐度穩(wěn)定性指標(biāo)ζhigh，值越小對應(yīng)車輛在該工況下的蛇行運(yùn)動阻尼越大，其穩(wěn)定性就越好.

2 抗蛇行減振器參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化

2.1 多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)

對于單目標(biāo)優(yōu)化問題，往往可以找到全局最優(yōu)解，使得優(yōu)化目標(biāo)最為理想. 而對于多目標(biāo)優(yōu)化問題，由于優(yōu)化目標(biāo)間可能存在沖突并且無法比較，所以往往很難找到一個(gè)解使得所有目標(biāo)函數(shù)同時(shí)最優(yōu). 一個(gè)解對于其中一個(gè)目標(biāo)函數(shù)來說是最優(yōu)的，而對于其他目標(biāo)函數(shù)可能不是最優(yōu)，甚至是最差的，這樣的解就所有目標(biāo)函數(shù)而言沒有優(yōu)劣之分. 因此，在多目標(biāo)優(yōu)化問題中，通常存在著一個(gè)解集，這個(gè)解集稱為Pareto 集，其包含的解稱作Pareto 最優(yōu)解，Pareto最優(yōu)解在目標(biāo)函數(shù)空間中的像稱為Pareto 前沿. 根據(jù)設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)的不同，可以人為地在Pareto 集中選取滿足性能要求的優(yōu)化解.

本文選取Csx及Kncsx作為優(yōu)化參數(shù)，取值范圍分別為300～4 000 kN?s?m?1、5～40 kN?mm?1. 優(yōu)化目標(biāo)為車輛系統(tǒng)的低錐度穩(wěn)定性指標(biāo)和高錐度穩(wěn)定性指標(biāo)，此多目標(biāo)優(yōu)化問題可以描述為min{ζlow，ζhigh}.

NSGA- Ⅱ算法是在非支配排序遺傳算法 （NSGA）基礎(chǔ)上改進(jìn)而來，不再需要參數(shù)共享，能夠保持種群的多樣性，提高計(jì)算效率，是目前解決多目標(biāo)優(yōu)化問題常用的一種有效算法[14-15]. 因此本文選用帶有精英策略的快速非支配排序遺傳算法（NSGA-Ⅱ）進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，算法中大多數(shù)默認(rèn)設(shè)置保持不變，設(shè)置群體數(shù)量為3000，代數(shù)目為20.

2.2 多目標(biāo)優(yōu)化結(jié)果

采用遺傳算法NSGA- Ⅱ?qū)股咝袦p振器的兩個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，通過不斷迭代和更新懸掛參數(shù)以獲取針對優(yōu)化目標(biāo)更佳的車輛動力學(xué)性能，得到關(guān)于此多目標(biāo)優(yōu)化問題的Pareto 前沿和Pareto 集. 本文首先針對目前國內(nèi)兩種典型的高速列車進(jìn)行抗蛇行減振器參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，分別記作Type 1 和Type 2，其他的懸掛參數(shù)保持不變，詳見表1. 圖2 為得到的Pareto 優(yōu)化目標(biāo)前沿.

表1 兩類高速列車懸掛參數(shù)Tab. 1 Suspension parameters of two types of high-speed trains

圖2 兩種懸掛參數(shù)對應(yīng)的最優(yōu)線性穩(wěn)定性指標(biāo)Fig. 2 Optimal linear stability indexes corresponding to two types of suspension parameters

Pareto 前沿反映了優(yōu)化目標(biāo)ζlow和ζhigh之間的矛盾關(guān)系，即車輛的低錐度穩(wěn)定性越好，其高錐度穩(wěn)定性就會越差. 這種關(guān)系突出了多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性，由于低錐度穩(wěn)定性和高錐度穩(wěn)定性不能同時(shí)取得最優(yōu)，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)選擇，或側(cè)重某一穩(wěn)定性指標(biāo)，或兼顧二者，設(shè)計(jì)人員可以從Pareto 集中選取滿足車輛性能要求的Pareto 前沿，進(jìn)而獲取對應(yīng)的抗蛇行減振器優(yōu)化參數(shù). 據(jù)圖2 可知：Type 1 型列車懸掛參數(shù)可實(shí)現(xiàn)的最小ζlow和ζhigh分別為?0.40和?0.30，相比于Type 2 對應(yīng)的?0.13 和?0.20，Type 1可實(shí)現(xiàn)的低錐度穩(wěn)定性裕度和高錐度穩(wěn)定性裕度均明顯大于Type 2. 這是由于本文僅對抗蛇行減振器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，兩類動車其他懸掛參數(shù)原始取值存在著較大差異，如一系水平定位剛度、二系橫向減振器阻尼等，這些懸掛參數(shù)對車輛的穩(wěn)定性也有重要影響. 在給定的抗蛇行減振器參數(shù)優(yōu)化范圍內(nèi)，可以使Type 1 型懸掛參數(shù)的低錐度穩(wěn)定性和高錐度穩(wěn)定性均較為理想；對于Type 2 型懸掛參數(shù)不論如何選取優(yōu)化參數(shù)，兩個(gè)穩(wěn)定性指標(biāo)很難同時(shí)得到保證，易出現(xiàn)蛇行運(yùn)動穩(wěn)定性不足的情況. 在實(shí)際服役過程中，允許Type 2 出現(xiàn)小極限環(huán)的蛇行失穩(wěn)運(yùn)動，其對車輛的運(yùn)行安全和旅客乘坐舒適性不會造成太大影響，并且轉(zhuǎn)向架裝有軸箱報(bào)警裝置，可以對車輛運(yùn)行安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；Type 1 一旦出現(xiàn)蛇行失穩(wěn)，其失穩(wěn)狀態(tài)是大幅值的極限環(huán)振動，要堅(jiān)決避免[16]. 另外，本文選取的優(yōu)化目標(biāo)工況對于Type 2 來說比較極端，在車輛實(shí)際運(yùn)營中通常不會出現(xiàn). Type 2 型列車新輪的等效錐度為0.17 左右，隨著車輛運(yùn)行里程的增加其值一般會不斷增大，當(dāng)運(yùn)行里程達(dá)到一定數(shù)值后會進(jìn)行鏇輪處理，避免了輪軌間的過高錐度接觸，從而不會出現(xiàn)車輛高速運(yùn)行時(shí)的輪軌接觸高錐度失穩(wěn)問題.

圖3 是對兩類列車懸掛參數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化后得到的Pareto 集，反映了最優(yōu)解的分布和優(yōu)化目標(biāo)之間的關(guān)系. 由圖3 可知：對于Type 1，Csx的最優(yōu)解分布較為集中，是給定優(yōu)化參數(shù)的上限，因此，為保證車輛良好的穩(wěn)定性，需要較大的抗蛇行減振器阻尼Csx；對于Type 2，Csx最優(yōu)解取值較小，分布在600～1000 kN?s?m?1；兩類列車目前采用的Csx數(shù)值與所得到的最優(yōu)解分布相吻合，反映了本文所采用的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的合理與可靠性；Type 1 和Type 2 對應(yīng)的Kncsx與不同輪軌接觸錐度對應(yīng)的車輛穩(wěn)定性影響規(guī)律完全一致，即最優(yōu)的Kncsx隨ζlow的減小而減小，為保證良好的低錐度穩(wěn)定性，Kncsx的取值應(yīng)較小，相應(yīng)地增大Kncsx有利于高錐度下的車輛橫向穩(wěn)定性.

圖3 最優(yōu)的抗蛇行減振器參數(shù)Fig. 3 Optimum parameters of yaw damper

2.3 最優(yōu)懸掛參數(shù)影響因素分析

根據(jù)車輛動力學(xué)理論，一系水平定位剛度Kpx、Kpy和二系橫向阻尼Csy對車輛蛇行運(yùn)動穩(wěn)定性具有顯著影響，且與抗蛇行減振器參數(shù)可能存在交互作用，分析其取值不同對抗蛇行減振器優(yōu)化參數(shù)分布的影響.

首先分析Kpx對Csx和Kncsx最優(yōu)解分布的影響，設(shè)置Kpx的取值范圍為10～120 kN?mm?1，通過多目標(biāo)優(yōu)化得到不同Kpx對應(yīng)的懸掛參數(shù)優(yōu)化結(jié)果.圖4 分別是Csy為40 kN?s?m?1和15 kN?s?m?1時(shí)的Pareto 集，從圖中可以看出：Kpx取值對Csx最優(yōu)解分布無明顯影響；在Csy為40 kN?s?m?1時(shí)，不論Kpx取值的大小，對應(yīng)Csx最優(yōu)解均較大，接近優(yōu)化上限4 000 kN?s?m?1；當(dāng)Csy為15 kN?s?m?1時(shí)，對應(yīng)不同大小的Kpx，Csx最優(yōu)解均為較小值；Kpx的取值對Kncsx最優(yōu)解的分布有一定影響，當(dāng)Kpx取值較小時(shí)，對應(yīng)的Kncsx匹配值要增加；Kncsx對車輛穩(wěn)定性的影響與上文一致，增大Kncsx，車輛低錐度穩(wěn)定性隨之降低，高錐度穩(wěn)定性隨之提升.

圖4 Csx 和Kncsx 最優(yōu)解Fig. 4 Optimal values of Csx and Kncsx

選取Kpy的變化范圍為3～15 kN?mm?1，分析其取值對抗蛇行減振器參數(shù)優(yōu)化結(jié)果的影響，得到Csy=40 kN?s?m?1和15 kN?s?m?1時(shí)的Pareto 集，與一系縱向剛度Kpx的結(jié)果類似，Kpy的取值對抗蛇行減振器的參數(shù)優(yōu)化結(jié)果影響不大；而Csy對抗蛇行減振器參數(shù)的最優(yōu)解影響顯著，較大的二系橫向減振器阻尼可實(shí)現(xiàn)較好的低錐度穩(wěn)定性. 為了進(jìn)一步分析Csy對抗蛇行減振器最優(yōu)解的影響，圖5 為不同Csy數(shù)值下得到的Pareto 集，Csy的取值范圍為10～50 kN?s?m?1. 圖5（a）、（c）呈階梯狀分布，隨著Csy取值的增大，對應(yīng)的Csx最優(yōu)解會由較小值突變到較大值，即：Csx最優(yōu)解取決于Csy的值，Csy數(shù)值較小時(shí)，Csx最優(yōu)解取值較小，大多不超過1 000 kN?s?m?1；Csy數(shù)值較大時(shí)，Csx最優(yōu)解集中分布在數(shù)值較大區(qū)域，接近4 000 kN?s?m?1. 因此，為保證車輛良好的蛇行運(yùn)動穩(wěn)定性，在進(jìn)行懸掛參數(shù)優(yōu)化匹配設(shè)計(jì)時(shí)，要注意抗蛇行減振器阻尼和二系橫向阻尼之間的匹配，即二者數(shù)值同時(shí)取較小值或者同時(shí)取較大值.Csy的取值對Kncsx優(yōu)化解影響不大，在Csy較小時(shí)，可實(shí)現(xiàn)的低錐度穩(wěn)定性裕度小于Csy取值較大時(shí).

圖5 不同Csy 對應(yīng)的Csx 和Kncsx 最優(yōu)解Fig. 5 Optimal values of Csx and Kncsx corresponding to different Csy

2.4 車輛穩(wěn)定性根軌跡分析

進(jìn)一步分析抗蛇行減振器橡膠關(guān)節(jié)剛度對車輛蛇行運(yùn)動穩(wěn)定性的影響，車輛運(yùn)行速度為350 km/h時(shí)，車輛線性系統(tǒng)根軌跡隨著Kncsx變化曲線如圖6所示，圖中：ζ ˉ為模態(tài)阻尼比 ζ ˉ （系統(tǒng)矩陣特征值的實(shí)部與特征值的模數(shù)之比，ζ ˉ為負(fù)值表示穩(wěn)定狀態(tài)，ζˉ> 0 時(shí)，車輛的蛇行運(yùn)動失穩(wěn)）；f為模態(tài)的衰減振動頻率，是特征值的虛部. 每個(gè)根軌跡由26 個(gè)特征根組成，Kncsx變化范圍為5～30 kN?mm?1，每個(gè)“+”表示相應(yīng)的模態(tài)，較大的“+”對應(yīng)較大的Kncsx. 大多數(shù)情況下，低頻蛇行模態(tài)（1～5 Hz）決定了車輛的蛇行運(yùn)動臨界速度.

圖6 隨Kncsx 變化的車輛系統(tǒng)根軌跡曲線Fig. 6 Root loci of the vehicle system with the change of Kncsx

在低等效錐度時(shí)，頻率低于2 Hz 的轉(zhuǎn)向架蛇行模態(tài)的穩(wěn)定性隨著Knscx的增大而減小；在高等效錐度時(shí)，轉(zhuǎn)向架蛇行模態(tài)的振動頻率接近10 Hz，隨著Kncsx的增大，蛇行模態(tài)的穩(wěn)定性不斷增強(qiáng). 總之，增大Kncsx可以提升車輛在較高輪軌接觸錐度狀態(tài)時(shí)的穩(wěn)定性，相反，減小Kncsx可以增強(qiáng)車輛在較低輪軌接觸錐度狀態(tài)時(shí)的穩(wěn)定性，因此，Kncsx的選取需要平衡兩種狀態(tài)對應(yīng)的穩(wěn)定性. 另外，抗蛇行減振器關(guān)節(jié)剛度Kncsx對轉(zhuǎn)向架蛇行模態(tài)頻率幾乎無影響.

3 結(jié) 論

1） 針對高速列車蛇行運(yùn)動穩(wěn)定性，定義了高、低錐度輪軌接觸狀態(tài)的穩(wěn)定性指標(biāo)，并以此為優(yōu)化目標(biāo)，采用基于NSGA- Ⅱ遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化方法對抗蛇行減振器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，以增強(qiáng)不同輪軌接觸狀態(tài)下的車輛穩(wěn)定性，提高車輛線路適應(yīng)能力；

2） 優(yōu)化的抗蛇行減振器阻尼值主要取決于車輛二系橫向阻尼，較大的二系橫向阻尼匹配較大的抗蛇行減振器阻尼，反之亦然；得出了兩種阻尼值的抗蛇行減振器選配類型，即轉(zhuǎn)向架單側(cè)采用較小阻尼值約600～1000 kN?s?m?1，或者單側(cè)阻尼值采用大于4000 kN?s?m?1的抗蛇行減振器；而抗蛇行減振器剛度顯著影響不同輪軌接觸狀態(tài)下的車輛穩(wěn)定性，較小的抗蛇行減振器剛度有利于低錐度車輛穩(wěn)定性，增大剛度有利于車輪踏面磨耗后高錐度下的車輛穩(wěn)定性.

致謝：感謝牽引動力國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究課題（2019TPL-Q07，2019TPL-Q08）支持.