轨道交通车辆动力学基础(三)

1、轨道交通车辆动力学基础轨道交通车辆动力学基础（二）（二）董英荣 2016.11.12 旅客旅客乘坐的舒适乘坐的舒适性评价性评价指标指标： 平稳性指标、平稳性指标、最大加速度、最大加速度、平均平均最大振动加速度最大振动加速度、在在曲线上舒适性、等舒适度曲线等指标曲线上舒适性、等舒适度曲线等指标车辆运行品质及其评估标准一、一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：（斯佩林）平稳性指数： Sperling等人提出影响车辆平稳性的两个重要因素：（1）位移对时间的三次导数：加速度变化率（2）振动时动能的大小：az 在一定意义上代表力的变化率 ，F的增减变化引起冲动的感觉。 30max2 fzz dc

2、ccEfzMzMzM202022212121cdMEfz2220z Fma0sinzzt3052030222zffzfz 1010353010305896. 07 . 22fFfafFfzfFzfW将反映冲动冲动和反映振动动能振动动能两项的乘积作为衡量标准来评定车辆运行品质 20202 fzza加速度幅值，cm/s-2 根据人体对振动疲劳感受不同，由实验获得的频率修正函数 Ff一、一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：（斯佩林）平稳性指数： Ff0.5-5.9 单增f2325. 0f5.9-20 单减2400/ f201垂向振动0.5-5.4 单增20.8f5.4-26 单减 2650

3、/ f261横向振动一、一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：（斯佩林）平稳性指数： 上式只适用于一种频率一个振幅的单一振动。 但实际车辆在线路上运行时的振动频率和振幅都是随时间变化的。因此在整理车辆平稳性指数时，把实测的车辆振动加速度记录，通常按频率分解，进行频谱分析，求出每段频率范围的振幅值，然后对每频段计算各自的平稳性指数，然后再求出全部频段总的平稳性指数 ：1 . 010102101)(ntotWWWW一、一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：（斯佩林）平稳性指数： 我国主要采用Sperling的平稳性指数来评价车辆的平稳性等级。 GB5599-85规定，客车用距离1、

4、2位心盘一侧横向偏离1m处地板面上横向及垂向加速度，来统计计算客车垂直、横向平稳性指标，最大加速度和平均加速度。一、一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：（斯佩林）平稳性指数：一、一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：（斯佩林）平稳性指数：地板面上布置测点前进方向前转向架中心后转向架中心1mGB5599-85 客车测点客车测点一、一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：（斯佩林）平稳性指数： 平稳性等级平稳性等级 平稳性指标分横向和垂向，平稳性等级是一样的。客车 W2.5 优 W2.75 良好 W3.0 合格一、一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：（斯佩林）平稳

5、性指数：4060801001201401601802002202402.02.42.5平稳性指标运行速度/(km/h) 横向平稳性指标 垂向平稳性指标车辆平稳性指标和车速的关系分析分析某车辆测量参数如下表，试分析其运行平稳性。 W=1.88，车辆平稳性较优。振动加速度振动频率垂向振动34108222横向振动4366330Wi5.20 1.28 6.25 1.74 1.00 0.81 7.20 1.48 18.06 1.71 1.00 0.89 Ff二、二、 最大平均加速度最大平均加速度 当车辆进行动力学试验时，每次记录的分析段时间为6s，在

6、每个分析段中选取一个最大加速度 ，平均最大加速度为 ： maamii1maxmaxmaxia 当用平均最大加速度评定速度 140km/h的客车平稳性等级时，采用下列公式：VmaxapCV 00027.0 当用平均最大加速度评定速度 100km/h的货车平稳性等级时，采用下列公式：VmaxafCV 00135.0 垂向振动： 横向振动： fCV 00215.0maxa单位：g 运行平稳性等级垂向振动横向振动垂向振动横向振动优0.0250.0100.060.08良好0.0300.0180.110.13合格0.0350.0250.160.18pCfC分析：分析：某客车以140km/h匀速通过某路段，

7、一分钟内每6s取一次最大垂向加速度值为：0.3、0.8、0.2、0.6、0.9、0.6，分析其平稳性。0.058（g）=0.038+? 0.025三、三、客车在曲线上舒适性及其指标客车在曲线上舒适性及其指标 （一）未平衡的离心加速度及其标准：（一）未平衡的离心加速度及其标准：注意单位注意单位h外轨超高，mm；S两钢轨顶面中心距，1500mm；V车辆运行速度，m/s；g重力加速度，9.81m/s-2;R曲线半径，mhd欠超高，mm22dvghSVhhRSgR未平衡加速度 =- 欠超高三、三、客车在曲线上舒适性及其指标客车在曲线上舒适性及其指标 （一）未平衡的离心加速度及其标准：（一）未平衡的离心加速度及其标准：分析：分析：某曲线段超高h为20mm，车辆运行速度20km/h，分别计算曲线半径为1 50m、200m 的欠超高是多少？108mm、6mm22dvghSVhhRSgR未平衡加速度 =- 欠超高 我国铁路用限制欠超高限制欠超高的形式来保证列车通过曲线时的安全性和旅客舒适。规定：（1）等级较高的线路上，客车欠超高小于70mm；（2）一般线路上，欠超高小于90mm；（3）既有线上提速，某些线路的欠超高小于110mm。 （二）曲线限速及提速措施：（二）曲线限速及提速措施：22m/s9.813.6km/h1500ddhdhhgRSVhhVgRShh