高速動(dòng)車組舒適性仿真與分析研究.pdf

1、本文基于高速動(dòng)車組單領(lǐng)域動(dòng)力學(xué)仿真任務(wù)提出的綜合舒適性要求，重點(diǎn)研究時(shí)速在200km以上的高速列車在運(yùn)行中影響人體乘坐舒適性的主要因素，特殊考慮到高速動(dòng)車組的運(yùn)行線路即客運(yùn)專線在軌道不平順?lè)矫娴目赡鼙憩F(xiàn)。綜合舒適性是我國(guó)高速車輛動(dòng)力學(xué)研究的重要課題之一。首先，專用線路建設(shè)投資龐大，其最終投資效益主要表現(xiàn)為高速不平順軌道譜，這是高速車輛懸掛設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其次，車間作用是指動(dòng)車組相鄰車輛之間的縱向作用，體現(xiàn)了在氣液車鉤緩沖器作用下車體

2、縱向加速度響應(yīng)，進(jìn)而Nvm評(píng)價(jià)得以采用。因此，軌道不平順、懸掛系統(tǒng)特性和車間作用是影響高速車輛舒適性的三個(gè)重要因素。 本文以CRH5作為研究對(duì)象，根據(jù)隨機(jī)振動(dòng)理論，將轉(zhuǎn)向架懸掛系統(tǒng)掛簡(jiǎn)化為單輪對(duì)兩系懸掛模型，分析節(jié)流孔直徑、阻尼作用和簧上質(zhì)量等對(duì)空簧裝車特性的影響，并將參數(shù)仿真結(jié)果與ALSTOM的實(shí)驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以確定垂向懸掛主要參數(shù)。建立DellNer氣液車鉤緩沖器模型，考慮其工作特性和滯回特性曲線，構(gòu)建一個(gè)變剛度變阻尼的

3、縱向懸掛系統(tǒng)，從而反映編組列車各個(gè)車體之間的的作用，將列車縱向振動(dòng)對(duì)人體舒適性的影響加以考慮。軌道不平順是造成車體振動(dòng)和影響人體舒適性的主要因素，本文利用德國(guó)高速軌道高、低干擾譜和小缺陷譜對(duì)列車在不同工況下的激擾進(jìn)行舒適性評(píng)價(jià)。經(jīng)過(guò)對(duì)三種譜的空間頻率特點(diǎn)和舒適性評(píng)價(jià)結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，小缺陷譜的特點(diǎn)是低頻激擾能量較高，有效控制了敏感波段激擾水平，這比較符合客運(yùn)專線的線路養(yǎng)護(hù)實(shí)際情況，更好地反映了長(zhǎng)波激擾對(duì)車體以及人體的影響。 舒適性

4、分析的仿真結(jié)果與ALSTOM仿真結(jié)果數(shù)值規(guī)律一致，并符合實(shí)際規(guī)律，具有可比性。具體而言，Wz的Y向值都比較接近，而Z向值較較ALSTOM要樂(lè)觀很多。主要原因是在分析中ALSTOM直接采用二系懸掛的等效剛度，而實(shí)際上，空簧懸掛特性反映了動(dòng)態(tài)剛度隨激擾頻率非線性變化，而空簧等效簡(jiǎn)化模型恰恰忽略之。通過(guò)以上分析比較可以得出如下結(jié)論：①由于懸掛特性具有試驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，并以遲滯回線形式考慮了車間作用，因而本文所建立的車組模型可以作為CRH5舒適性