考慮車(chē)體柔性的車(chē)-轎動(dòng)力響應(yīng)分析及行車(chē)舒適性影響因素研究.pdf

1、目前,提高車(chē)輛的運(yùn)行舒適性已經(jīng)成為高速鐵路設(shè)計(jì)人性化的重要體現(xiàn)。隨著高速鐵路運(yùn)營(yíng)速度的不斷提高,列車(chē)與線(xiàn)路結(jié)構(gòu)物之間的動(dòng)力相互作用顯著增大,引起車(chē)體振動(dòng)惡化,造成旅客乘坐舒適度的顯著下降。由于車(chē)輛設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的進(jìn)步,鋁合金或不銹鋼等新型材料的廣泛使用,在滿(mǎn)足車(chē)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的條件下,車(chē)體結(jié)構(gòu)的承重量已大幅下降。但是,過(guò)分追求車(chē)體結(jié)構(gòu)的輕量化,往往會(huì)導(dǎo)致車(chē)體剛度不足,致使車(chē)輛彈性振動(dòng)加劇,從而導(dǎo)致車(chē)橋系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律發(fā)生變化,并對(duì)車(chē)輛運(yùn)

2、行舒適性產(chǎn)生影響。因此,在車(chē)橋動(dòng)力相互作用理論日趨完善的今天,車(chē)橋系統(tǒng)精細(xì)化分析建模、柔性車(chē)體參振等問(wèn)題已成為研究的熱點(diǎn)。本文采用車(chē)輛柔剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論,建立了考慮車(chē)體柔性的車(chē)輛.橋梁動(dòng)力相互作用分析模型,研究橋梁共振、線(xiàn)路不平順激擾、車(chē)體彈性共振等因素對(duì)車(chē)輛運(yùn)行舒適性的影響,以期為高速鐵路安全、舒適運(yùn)營(yíng)提供理論依據(jù)和科學(xué)參考。鑒于以上原因,本文主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　 (1)分析車(chē)輛運(yùn)行舒適性影響因素并研究舒適性評(píng)價(jià)方法之間

3、的關(guān)系。從車(chē)橋耦合系統(tǒng)的角度出發(fā),分析影響車(chē)輛運(yùn)行舒適性的關(guān)鍵因素,如線(xiàn)路結(jié)構(gòu)振動(dòng)、線(xiàn)路不平順激擾、車(chē)輛振動(dòng)特性等；介紹車(chē)輛運(yùn)行舒適性評(píng)價(jià)方法,如車(chē)體加速度指標(biāo)、Sperling平穩(wěn)性指標(biāo)和ISO2631評(píng)價(jià)方法等,并指出本文所采用的評(píng)價(jià)方法；結(jié)合我國(guó)高速鐵路動(dòng)車(chē)組實(shí)測(cè)車(chē)體振動(dòng)加速度數(shù)據(jù),運(yùn)用最小二乘法通過(guò)數(shù)據(jù)擬合得到Sperling平穩(wěn)性指標(biāo)和ISO2631舒適度指標(biāo)之間的關(guān)系。
　　 (2)建立考慮車(chē)體柔性的車(chē).橋動(dòng)力學(xué)模型

4、并進(jìn)行驗(yàn)證。將車(chē)體視為由二系懸掛支承的均質(zhì)等截面歐拉梁,轉(zhuǎn)向架和輪對(duì)均視為剛體,采用車(chē)輛柔剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論建立了考慮車(chē)體柔性的車(chē)輛剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)垂向動(dòng)力學(xué)模型；采用模態(tài)疊加法考慮橋梁變形,運(yùn)用同步耦合法建立了考慮車(chē)體柔性的車(chē)橋系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程,編制了車(chē)-橋動(dòng)力分析程序,并進(jìn)行了理論驗(yàn)證和實(shí)測(cè)驗(yàn)證。
　　 (3)研究橋梁共振對(duì)柔性列車(chē)運(yùn)行舒適性的影響。利用考慮車(chē)體柔性的車(chē)-橋系統(tǒng)動(dòng)力模型,研究了高速列車(chē)通過(guò)簡(jiǎn)支梁和兩跨連續(xù)梁時(shí)車(chē)橋系統(tǒng)

5、動(dòng)力響應(yīng)特性,揭示了橋梁主共振和次共振現(xiàn)象,分析了橋梁阻尼對(duì)橋梁振動(dòng)、車(chē)輛振動(dòng)、車(chē)輛運(yùn)行舒適性的抑制作用,最后探討了橋梁共振對(duì)車(chē)輛運(yùn)行舒適性的影響。
　　 (4)研究諧波激勵(lì)對(duì)柔性列車(chē)運(yùn)行舒適性的影響。研究了諧波不平順激勵(lì)下柔性車(chē)體共振機(jī)理,給出了車(chē)體振動(dòng)的消去條件、車(chē)體的彈性共振條件；將諧波不平順作為車(chē)橋系統(tǒng)激勵(lì)源,利用考慮車(chē)體柔性的車(chē)-橋系統(tǒng)動(dòng)力模型,研究了諧波不平順激擾下車(chē)橋系統(tǒng)振動(dòng)特性,探討了橋梁共振、車(chē)體彈性共振等因素