《车辆动力学》练习册及答案

1、 车辆运动力学系题解答一、填空（每题1分共10分）1、常把轨道不平顺分为轨距、（水平）、高低和方向等四种不平顺。P1662、铁路技术管理规程规定，两股钢轨在正线及到发线上在同一处的高差不应超过（4mm），在其它线上不应超过6mm。P1673、如果减载的车轮上又有很大的横向力使轮缘贴靠钢轨，在最不利的条件下可能引起（爬轨）、脱轨事故p1674、在直线上名义轨距为（1435mm）；在曲线上根据曲线半径值对轨距加宽。P1675、车轮的偏心和不均重，都会引起轮轨之间的动作用，（车辆运行速度越高），则引起的轮轨相互作用力越大。P1686、车轮踏面存在擦伤时，车轮滚过擦伤处，（轮轨间发生冲击），钢轨受到一

2、个向下的冲量，而车轮受到一个向上的冲量。P1687、轮对沿轨道运行时左右两轮的（转速相同），半径大的车轮经历的距离长，半径小的车轮经历的距离短，P1698、车轮半径越大、（踏面斜度越小），则轮对蛇行运动波长越长，即蛇行运动越平缓。P1709、簧上质量与轮对之间不同的（弹性悬挂装置）可以代表实际车辆上不同的悬挂装置。P17010、在车辆转向架设计中，往往把车辆悬挂的（静挠度大小）作为一项重要技术指标。P17311、悬挂静挠度越大，（车辆自振频率低），在轮轨冲击力作用下，振动比较缓慢，加速度也小。P17312、车辆转向架上采用的减震器品种很多，（线性减震器）是一种理想的减震器。P17313、线性减

3、震器产生的阻力与减震器活塞位移速度成正比，（阻力的方向）与运动方向相反。P17314、根据能量守恒原理，在一定时间范围内，（系统内部能量）的变化量应当等于作用在系统上所有外力在同一时间范围内所作的功。P17915、车辆受钢轨接头处冲击後的（强迫振动），实质上是有初速度的自由振动，p18216、车辆强迫振动的频率、（振幅以及振动的形式）、不仅与车辆本身的结构有关，而且与线路的不平顺特点、轮轨相互作用关系以及车辆的运动速度有关。17、181920212223242526272829303132333435、P183车辆各基本部件之间有（弹性约束件之间的相对运动。P191车辆支持在弹性元件上的零部件

4、称为（）或刚性约束，以限制结构中各部簧上质量），通常指车体包括载车辆中与钢轨直接刚性接触的质量称（簧下质量），通常有轮对、荷及摇枕质量。P191轴箱装置和大多数货车三大件转向架的侧架。P191把车辆的横摆、（侧滚）和摇头等归结在一起称横向摆动。P193把发生在纵向垂面内的车辆各部件的浮沉及（点头振动）归结在一起，称为车辆垂向振动。P193一系悬挂车辆在横向的运动有车体横摆y,（侧滚角）8和摇头角屮cc三个自由度。p210c减振器的主要作用之一是减小车辆在（临界速度）附近运行时的振幅和加速度。P214车辆横向自由振动频率较低的三种振型有：车体的摇头、（上心滚摆）和下心滚摆。P214为了充分发挥减

5、振器的作用,减振器应安装在该种振动情况下相对运动最大的车辆零部件之间,且减振器（活塞中心）与运动方向一致。P214在车辆设计中应确保车体在弹簧上,有（足够的）抗倾覆稳定性。P215当蠕滑率很小时,（蠕滑力）与蠕滑率之间呈线形关系。P217动荷系数是车辆在运转时产生的（动载荷幅值）P与静载荷P之比。dstp222货车以（最大加速度）为振动强度极限值。P225列车通过曲线时,车辆和旅客都要经受（离心力）和离心加速度。P225曲线超高一般设置在外轨上,即把外轨抬高,而（内轨保持）原来高度不变。P226为了保证车辆不倾覆,（倾覆系数）D不能超过临界值。P230当轮轨之间的横向力过大,使轨距扩宽,（车轮

6、落入）轨道内侧而脱轨。P231轮缘角a越小，（摩擦系数沖越大，越容易出现爬轨。P232影响车辆脱轨的因素很多,有线路的原因、（车辆的原因）以及列车编组运用中的原因。P23536、影响脱轨的原因是（轮轨间的横向力）过大和垂向力减载。P23537、高速列车运行时，带动（周围空气）随之一起运动形成列车风。P23738、对于车体转向架构架而言，每个刚体上既有高频振动，也有（低频振动）。P20139、车辆点头自振频率略高于（车辆沉浮）自振频率。P20240、为了减少车体的高频振动，一般情况下，（悬挂静挠度）大部分分配给第二系悬挂。P202二、名词解释（每题2分共20分）1、水平不平顺：pl67水平不平顺

7、在直线区段，铁路两股钢轨顶面不可能保持完全水平，而有一定偏差，这个高差称水平不平顺。2、高低不平顺：p167高低不平顺轨道中心线上下的不平顺称为高低不平顺。3、轨距不平顺：p167轨距不平顺轨道实际轨距与名义轨距之间有一定偏差，称为轨距不平顺。4、方向不平顺：p167轨道方向不平顺实际轨道中心线与理想轨道中心线的左右差称轨道方向不平顺。5、自由蛇行运动：p170自由蛇行运动当车轮踏面为锥形时，只要轮对中心偏离轨道中心线，轮对就在横向产生正弦运动，这种运动称为自由蛇行运动。6、簧上质量：p191簧上质量车辆支持在弹性元件（弹簧）上的零部件称为簧上质量，通常指车体（包括载荷）及摇枕质量。7、簧下质

8、量：p191簧下质量车辆中与钢轨直接刚性接触的质量称簧下质量，通常有轮对、轴箱装置和大多数货车三大件转向架的侧架。客车转向架，一般是簧上质量。8、浮沉运动：p192浮沉运动一一车体沿z轴方向所作的平行位移；9、横摆运动：p192横摆运动一一车体沿y轴方向所作的平行位移；10、伸缩运动：pl92伸缩运动车体沿x轴方向所作的平行位移；11、摇头运动：p192摇头运动一一车体绕z轴的回转12、点头运动：p192点头运动一一车体绕y轴的回转；13、侧滚运动：p192侧滚运动一一车体绕x轴的回转。14、导向力：p231导向力一一钢轨给车轮的横向反力称为导向力。15、爬轨：p231导向力一一车轮爬上钢轨需

9、要一定时间，这种脱轨方式称为爬轨。16、跳轨：p231跳轨一一车辆在高速时，由于轮轨之间的冲击力造成车轮跳上钢轨，这种脱轨方式称为跳轨。17、脱轨：p231脱轨一一当轮轨之间的横向力过大，使轨距扩宽，车轮落入轨道内侧而脱轨。18、列车风：p239列车风一一高速列车运行时，带动周围空气随之一起运动形成列车风。19、动荷系数：p222动荷系数一一是车辆在运转时产生的动载荷幅值P与静载荷P之比。dst20、抗倾覆稳定性：p215抗倾覆稳定性一一指车体离开平衡位置后，能自动恢复到平衡位置的工作状况称为车体在弹簧上具有抗倾覆稳定性。三、判断（每题2分共10分）1、运行中的火车车轮是一个理想的几何圆形。（

10、）P1652、转向家采用第一系悬挂时可以减小钢轨接头处的轮轨冲击。（）P1663、轮对的蛇行运动也将激起车辆的震动。（）P1704、车辆自由振动的振幅大小取决于车辆振动的初始条件。（）P1725、在转向架设计中，把车辆悬挂的静挠度大小作为一项重要技术指标。（）P173TOC o 1-5 h z6、线性减振器是一种理想化的减振器。（）P1737、货车转向架大都采用摩擦减振器。（）P1758、减振器在振动过程中振幅按等差级数递减。（）P1789、振动系统的动能变化主要表现在振幅变化。（）P17910、减振器阻力方向随运动方向变化而变化。（）P17911、在车辆设计时一定要尽可能避免激振频率与自振频

11、率接近。（12、弹簧动挠度幅值往往大于线路波形的幅值。（）P18713、激振力在一个周期内输入的功与弹簧动挠度振幅成正比。（14、所有作用在车体上的静力和惯性力之和为零。（）P19315、一系悬挂车辆在横向的运动有三个自由度。（）P21016、车体横摆与车体侧滚是耦合在一起的。（）P21017、货车垂向振动的最大加速度为0.7g。（）p22518、货车横向振动的最大加速度为0.5g。（）p22519、车体转动角和轨道超高角的转动方向一致。（）P22820、国外对摆式车辆的车体倾摆角加速度还规定不大于15-/s2。（1、画图示组合梁结构AC、CB的受力图。接触处均为光滑。2、画图示梁AB、BC的

12、受力图。接触处均为光滑。)P184)P189)P229四、画指定物体的受力图（每题6分共12分）m-4m2m3、试画图示三铰拱架AC、CB的受力图。已知P,不计自重，接触处均为光滑。14、压力夹具如图，已知P,不计自重和接触处摩擦，试画销钉A、杆AB、滚轮B的受力图。五、计算题（每题10分共30分）1、求图示传动轴截面1-1，2-2的扭矩，并画扭矩图。2、求图示转动轴指定截面的扭矩并画扭矩图。3、图示钢板厚度t=10mm，剪切极限应力T300Mpa。用冲床在钢板上冲出直径d=25mm的孔，需要多大的冲裁力P。4、图示三铰架AC杆是钢杆，O=160Mpa,AAC=6cm2；BC杆为木材,1ACO

13、=160MPa。1）、校核AB杆的强度。2）、若AB杆长4m、求AB杆的轴向伸长。6、钢制阶梯杆如图，已知轴向外力P=50kN,P=20kN,各段杆长为l=150mm,l=l=120mm,12123横截面面积A=A=600mm2,A=300mm2,钢的弹性模量E=200Gpa，试求各段杆的纵向变形123和线应变。、J、7、制动器的构造和主要尺寸如图，制动块与鼓轮表面间的摩擦系数为f,求制动鼓轮所必需的最小力P。8、曲柄连杆机构由活塞、连杆、曲柄和飞轮组成。已知飞轮重G,曲柄OA长r连杆AB长L，当曲柄OA在铅垂位置时系统平衡，作用与活塞B上的总压力为P，不计各部分自重，求阻力偶距M和轴承0的反力。9、图示梯子，已知：P、b、h、L、a求A、B支座反力和绳ED的拉力。11、矩形截面外伸梁已知：q=10KN/m,P=20KN,b=50mm,h=150mm,=30Mpa，校核该梁的强度。13、图示一端外伸圆形钢等截面梁，已知P=30KN、q=6KN/m，求该梁的最大弯曲正应力。14、图示火车车轮轴简化图，已知：作用在轴颈上的载荷为P,轴承中心距轨道中心的距离为a,轴身A、B段的直径为d,试列出该轴最大正应力