大連交通大學碩士車輛系統(tǒng)動力學知識點精華

1、基礎題基礎題一、車體運動的六種形式是什么？一、車體運動的六種形式是什么？沿著XYZ軸的三個平移運動分別稱為伸縮、橫擺、浮沉。繞著XYZ軸的回轉運動分別稱為側滾、點頭和搖頭。二、單節(jié)車輛動力學與整列車的動力學的研究的模型有什么不同？二、單節(jié)車輛動力學與整列車的動力學的研究的模型有什么不同？1單節(jié)車輛動力學包括：垂向與橫向動力學模型（研究對各種軌道不平順的響應），橫向穩(wěn)定性模型（眼鏡車輛蛇形運動特性和臨界），曲線動過模型（分析通過曲線是輪對

2、偏移和輪軌作用力）2整列車動力學模型包括：列車縱向動力學模型；列車橫向動力學模型；列車垂向動力學模型。動力學研究問題范疇：響應問題（在不平順和通過曲線是引起的）和穩(wěn)定性問題（不同運行工況引起的）動力學模型的要求：模型的結構必須是可靠的；模型的各個參數(shù)必須的準確的。三車輛動力性能有哪幾種？各用什么指標描述？車輛動力性能有哪幾種？各用什么指標描述？1運行平穩(wěn)性；德sperling平穩(wěn)性指標；國際聯(lián)盟UIC指標2運行穩(wěn)定性：包括：防止蛇形運動

3、穩(wěn)定性（臨界速度要遠高于運行速度）；防止脫軌穩(wěn)定性（脫軌系數(shù)QP，輪重減載率?PP）；車輛傾覆穩(wěn)定性（傾覆系數(shù)D=P動載荷P靜載荷）。3通過曲線的能力：磨耗指數(shù)四：軌道不平順有哪幾種？四：軌道不平順有哪幾種？1幾何性軌道不平順：垂向不平順（軌道在同一輪載作用下沿長度方向高低不平）；水平不平順（左右軌對應點高度差）；方向不平順（左右軌橫向平面內(nèi)彎曲不直）；軌距不平順（左右兩軌橫向平面內(nèi)軌距偏差）2周期性軌道不平順：鋼軌接頭處等3隨機性軌道

4、不平順4局部軌道不平順：曲線順坡軌距變化；過道岔；鋼軌局部磨損；路基隆起和下沉。五：輪軌接觸幾何參數(shù)有哪些？引起車輛振動的原因有哪些？什么是自激振動？五：輪軌接觸幾何參數(shù)有哪些？引起車輛振動的原因有哪些？什么是自激振動？左右車輪的實際滾動圓半徑；左右輪軌接觸點處的車輪踏面曲率半徑；左右輪軌接觸點處的鋼軌截面曲率半徑；左右輪接觸點處的接觸角；輪對側滾角；輪對中心的垂向位移。原因1與軌道有關的激振因素：鋼軌接頭處的輪軌沖擊；軌道的垂向變形；

5、軌道的局部不平順；軌道的隨機不平順；2與車輛自身結構的激振因素：車輪偏心；車輪不均重；車輪踏面擦傷剝離；錐形踏面輪對的蛇形運動自激振動：指一個系統(tǒng)在運動中，如果引起振動的激振源是由于系統(tǒng)結構本身所造成，而不是由于外界強迫輸入的，當運動停止時，這種激振力也就隨之消失，那么這種振動就稱為自激振動。六：六：為何輪緣根部圓弧最小半徑＞鋼軌肩部圓弧半徑？相等行么？相反行么？為何輪緣根部圓弧最小半徑＞鋼軌肩部圓弧半徑？相等行么？相反行么？當輪對相對

6、于軌道的橫移量不大時，對產(chǎn)生一點接觸，當橫移量過大時，不可避免的會出現(xiàn)兩點接觸。圓弧最小半徑＞鋼軌肩部圓弧半徑，使得輪對具有較大橫移量，即輪緣根部移動到軌肩時，也不出現(xiàn)會兩點接觸，出現(xiàn)兩點接觸的可能性降低，能減少輪軌磨耗。七：什么是踏面斜度與等效斜度？有何區(qū)別？等效斜度直接影響車輛的什么性能？七：什么是踏面斜度與等效斜度？有何區(qū)別？等效斜度直接影響車輛的什么性能？錐形踏面的車輪在滾動園附近作一斜度為λ的直線段，當輪對中心離開對中位置，有

7、一橫移量為y時候，左右輪的實際滾動圓，則的可得出踏面斜度。對于純錐形踏面，踏面斜度λ恒為常數(shù)。對于磨耗型踏面，踏面由多段弧組成，踏面斜度λ隨著輪對橫移量yw的改變而改變，λ不再為一個恒定常數(shù)，因此在計算時候，要取的等效值，此等效值定義為踏面等效斜度。wLReyrr2???等效斜度直接影響車輛曲線通過性能八：輪對低動力設計有哪些方法？八：輪對低動力設計有哪些方法？1減小簧下質量（空心軸、小輪徑車輪、薄車輪）2采用合理的車輪踏面3采用彈性輪

8、對4嚴格控制車輪質量九：什么是蠕滑？蠕滑產(chǎn)生的條件是什么？什么是蠕滑率、蠕滑力、與蠕滑系數(shù)？他們有怎樣的關系？九：什么是蠕滑？蠕滑產(chǎn)生的條件是什么？什么是蠕滑率、蠕滑力、與蠕滑系數(shù)？他們有怎樣的關系？由于輪軌間產(chǎn)生的相對位移，車輪滾動時走過的距離將比純滾動時小，這一現(xiàn)象叫蠕滑。條件：輪軌接觸形成接觸斑，輪軌間有運動或者相對運動趨勢，接觸斑上產(chǎn)生切向力。蠕滑率其實就是車輪相對鋼軌在各方向的相對滑動率。分為3種：縱向蠕滑率、橫向蠕滑率、自旋

9、蠕滑率。2輪重減載率stLRPPPPP2???，衡量一側車輪減載過大而導致脫軌。?P為一側車輪輪重減載量，P為左右輪均重。高速列車要求動態(tài)輪重減載率=0.8三、為什么降低簧下質量、使用彈性車輪能大大提高輪對動力學性能？三、為什么降低簧下質量、使用彈性車輪能大大提高輪對動力學性能？降低簧下質量，能降低輪軌間作用力，F(xiàn)=m?V?t，減小簧下質量m，輪軌間沖擊力F相應減小。增大車輪彈性，沖擊速度?V減少，作用時間t延長，輪軌沖擊力降低。降低簧

10、下質量，能抑制軌道下沉變性，減少輪軌垂向附加載荷，有利于減少輪重減載率，提高運行速度和品質。四、與錐形踏面相比，磨耗型踏面有哪些優(yōu)缺點？踏面斜度如何影響車輛動力學性能？四、與錐形踏面相比，磨耗型踏面有哪些優(yōu)缺點？踏面斜度如何影響車輛動力學性能？磨耗型踏面優(yōu)點：有利于提高車輛的曲線通過性能；磨耗中形狀穩(wěn)定，磨耗量小延長使用壽命；同輪軌接觸應力下容許更高的軸重；磨耗型踏面接觸角差變化較大、滾動半徑差變化較大，可以使外部激擾輸入車體的能量較少

11、。缺點：采用磨耗型踏面蛇形運動的波長短、頻率較高，在抑制蛇形運動與抑制車體振動不如錐形踏面。具有一定踏面斜度的踏面便于曲線通過：過曲線時候、外側車輪滾動半徑大走過路程長，，可以減小過曲線的運行阻力，減輕輪軌磨耗。增大踏面斜度有利于通過更小的曲線半徑。具有一定踏面斜度的踏面便于自動對中：車輛直線運行時，車輛中心線與軌道中心線不一致時，車輪會產(chǎn)生橫向力向另一側橫移，達到自動糾正偏離的效果。同時使兩輪的磨耗比較均勻。五、我國與歐日都采用輪緣厚

12、度五、我國與歐日都采用輪緣厚度32mm和鋼軌標準軌距和鋼軌標準軌距1435mm。但歐日輪對內(nèi)側距為。但歐日輪對內(nèi)側距為1360mm國內(nèi)輪對內(nèi)側距國內(nèi)輪對內(nèi)側距1353mm，求我國與歐日的單側輪軌間隙各是多少？并說明這兩種輪對內(nèi)側距離的設置和有什么優(yōu)缺點。，求我國與歐日的單側輪軌間隙各是多少？并說明這兩種輪對內(nèi)側距離的設置和有什么優(yōu)缺點。我國單側輪軌間隙（143513533232）2=9mm設置輪軌內(nèi)側間隙有利于安全通過曲線、轍叉。我國間

13、隙較寬，不容易發(fā)生輪緣與鋼軌的接觸和貼靠現(xiàn)象，有利于減少輪緣與鋼軌的磨耗，減少軌道養(yǎng)護維修費用。同時會使車輛橫移范圍加大，蛇形運動的波長變長，橫向穩(wěn)定性變差，影響乘坐舒適性。歐日單側輪軌間隙（143513603232）2=5.5mm輪緣與鋼軌的磨耗較大，線路維護成本高。六、什么是重力剛度重力角剛度？他們的作用效果是什么？六、什么是重力剛度重力角剛度？他們的作用效果是什么？輪對有橫移時，其橫向復原力和橫移量之比稱為輪對等效重力剛度。重力剛

14、度有使輪對回復到對中位置的作用。輪對有搖頭時，其橫向力對輪對產(chǎn)生的搖頭力矩和搖頭角之比稱為輪對等效重力角剛度。有使輪對繼續(xù)產(chǎn)生搖頭角，有繼續(xù)偏離原來的方向的效果。六、分析左圖六、分析左圖TB踏面與右圖踏面與右圖LM踏面的接觸關系。踏面的接觸關系。斜向上為左輪，斜向下為右輪。左圖TB踏面：a圖輪對橫移量小于8mm一點接觸，且每一個輪對橫移量只能找到輪對一點與鋼軌接觸。橫移大于8mm，出現(xiàn)垂線，說明兩點接觸。b圖有橫移量時，鋼軌接觸位置幾乎

15、不變化，直至輪對橫移8mm時候出現(xiàn)兩點接觸，搖頭角越大越先出現(xiàn)兩點接觸，且搖頭角越大兩接觸點的橫向距離也越大，且縱向超前量也越大。右圖：兩個趨勢差不多，但是LM踏面與TB踏面接觸的不同點：LM接觸點在踏面上的接觸范圍更寬，無搖頭角的情況下兩點接觸不顯著。兩點接觸之間的橫向距離比較小，有利于減少磨耗。鋼軌接觸位置變化范圍也較寬。七、蠕滑與什么因素有關？既然蠕化力增加車輪運行阻力、增加了車輪磨耗，是否可以通過向鋼軌輪對涂抹潤滑七、蠕滑與什么