車橋耦合振動系統(tǒng)中車輛的走行性分析.pdf

1、近年來，隨著鐵路提速、客運專線、高速鐵路的修建，列車運行安全性與舒適性問題日趨突出，也越來越受到人們的關(guān)注。列車的安全和旅客的舒適度都和橋上的車輛與軌道的相互作用有關(guān)。就輪軌系統(tǒng)運輸而言，由于列車與軌道的相互作用，勢必會引起軌道幾何形位的不斷變化。這種變化即軌道不平順，反過來又會影響列車快速行駛的舒適性和安全性。所以，有必要對軌道不平順作用下的橋上列車的走行性進(jìn)行研究。
　　 本文采用車橋大系統(tǒng)空間耦合模型，在此模型的基礎(chǔ)上分別

2、建立31自由度車輛運動方程和橋梁結(jié)構(gòu)的有限元動力學(xué)方程，進(jìn)而建立車橋耦合振動方程。系統(tǒng)激勵采用軌道不平順，可根據(jù)研究的具體情況輸入軌道不平順。
　　 編制了軌道不平順模擬計算程序和車輛運行安全和平穩(wěn)性評價體系程序。軌道不平順模擬計算程序考慮周期不平順、隨機不平順和自定義不平順三種類型，隨機不平順的模擬考慮到德國、美國和中國三國的軌道不平順功率譜，其模擬方法考慮三角級數(shù)法和頻域法兩種，并能根據(jù)任意時間步長，用線性插值生成實際狀態(tài)下

3、的不平順具體值。車輛運行安全性和平穩(wěn)性評價體系程序中的安全性方面考慮脫軌系數(shù)、輪重減載率和橫向力三個指標(biāo)，平穩(wěn)性方面考慮車體加速度指標(biāo)和旅客乘坐舒適度指標(biāo)，并且對同一指標(biāo)的評價考慮到現(xiàn)行的幾種規(guī)范。
　　 利用編制的程序，以軌道高低不平順為例，模擬方法采用頻域法，模擬計算分析了幾種典型不平順功率譜的平順性。計算結(jié)果表明，德國的低干擾軌道譜、我國三大干線軌道譜、德國高干擾軌道譜與美國6級軌道譜的軌道不平順幅值依次增加。以中國高低不

4、平順為例比較了兩種模擬方法，結(jié)果顯示兩種方法模擬得到的不平順幅值范圍基本一致。
　　 以脫軌系數(shù)、輪重減載率、橫向力、車體的振動加速度、Janeway平穩(wěn)性等級和Sperling舒適度指標(biāo)作為管理標(biāo)準(zhǔn)，分別評價了軌道不平順和行車速度對車輛運行安全性和旅客乘坐舒適度的影響。研究結(jié)果表明，隨著軌道不平順性的增加和行車速度的提高，列車的運行安全性降低，旅客的乘坐舒適度變差，并且車速對脫軌系數(shù)和橫向力的影響比較顯著，而車速對車體的橫向振