空气弹簧被广泛应用火车、高铁、货车等运输设备作为关键性的减振设备， 而且空气弹簧对电器设施、各种仪表和重工设备都起到很关键性的作用。这几年 对车辆性能随着科技的发展要求也越来越高,尤其是对车辆重量的轻量化，列车 的快速性和旅客要求的舒适度等[11-18],空气弹簧正在被广泛的推广应用于各种设 备。空气弹簧在高铁方面的广泛的使用代表了空气弹簧的研究水平越来越完善, 而且空气弹簧的设计技术也是社会科技发展进步的一个航标。

我国对空气弹簧相关性的分析比较晚，但是我国对空气弹簧在运输业的应用 很重视，而且将车辆结构的轻量化，列车的快速性和旅客要求的舒适度作为我国 空气弹簧发展的总体要求与规划。针对空气弹簧在运输业的快速发展与运用，对 空气弹簧功能要求也很是看重，尤其是对空气弹簧对车辆的安全问题，及其磨损， 对旅客舒适度的影响和节能环保等问题也要求愈来愈高了，她们都有一个共同特 点就是利用空气弹簧变形的非线性来完成其作用的，所以针对空气弹簧的研究重 心就应放在其线性变形的特点上，也是我们国家在空气弹簧发展的一个重要阶 梯。

随着时代的进步，我们对列车的各项指标也愈来愈高，例如，在保证列车在 运行安全的情况下，通过简化列车框架结构，使用轻量化材料如铝合金等措施， 降低列车转向架的重心，减少列车重量，还能稳定的提升列车的运行速度。

在提高列车的整体的运行品质也是对空气弹簧要求的一项重要要求，具体措 施就是通过改善空气弹簧的一系与二系悬挂系统来控制减少列车的自振频率，以 实现运行的平稳性，稳定性与舒适性，保证运行质量。

基于空气弹簧在我国的实际应用越来越多，但伴随着对空气弹簧的完善越来 越重要，对空气弹簧各个性能指标也许要越来越完善，以满足近期空气弹簧所产 生的缺陷。所以对空气弹簧的调查分析渐渐都在进行中，目的以增强空气弹簧各 个性能指标作为主要研究方向，对空气弹簧进行有效的有效与改良，来满足新时

代各种设备，车辆的减振与隔振需求。 以前对空气弹簧的研究分析只有根据先辈总结的经验与公式[19]，但是其不能

很好的分析其结构，没有很好的分析软件，所以颇具局限性。随着技术的教练与 时代的更新，有限元技术得到很好的应用与推广，尤其是对空气弹簧分析研究采 用有限元法进行研究与分析颇具代表性。但目前很多国家厂家对有限元分析空气 弹簧结构都是保密性的，许多参数性信息是不能外泄的，所以对空气弹簧的研究 还是需要很好的探索分析，已促进于我国在运输业应用空气弹簧的发展。

由于目前所使用的空气弹簧愈来愈多的被应用于各种火车，高铁，货车等机 车运输设备中，所以对空气弹簧的结构设计，垂向刚度分析与横向刚度分析是现 在研究空气弹簧不可避免的问题，而且考虑到空气弹簧的材料特性、可压缩性与 非线性特性，所以对空气弹簧结构的有限元分析是十分必要的。下面本文设计的 空气弹簧属于自由膜式的空气弹簧，并应用于高铁列车上，并对其进行合理的刚 度计算与分析，使用有限元软件分析其结构。文献综述

1.4 研究的主要内容

本篇论文的主要内容是对应用于高铁列车转向架中的二系悬挂装置的空气 弹簧进行讨论探究，首先对空气弹簧国内外的历史发展过程做了系统的介绍，再 对空气弹簧的类型进行了细致的分类介绍，并对空气弹簧的结构特点，与其他刚 弹簧结构对比，其所具备的特点以及空气弹簧的优势与缺陷等进行了介绍，对自 由膜式的工作原理进行详细分析，并在对自由膜式的刚度进行计算分析时。为进 完善的分析空气弹簧模型，通过学习使用 SolidWorks 软件，对橡胶囊进行建模。 通过模拟橡胶囊的材料，受力为设计标准荷载时的压力，通过对个橡胶囊运行仿 真，分析是否适用于空气弹簧的标准荷载，为空气弹簧的可行性进行了有效的分 析。