列车运行速度对平稳性的影响

寇丽君

(吉林铁道职业技术学院，吉林 吉林 132200)

1 车辆动力学软件分析的目的和意义

车辆动力学的相关问题，主要是由振动引起的，研究车辆动力学问题主要采用振动分析方法。要解决振动问题需要同时展开理论分析及实验研究工作。由于计算多体动力学的进步和计算机软硬件技术的发展，可以通过并行工程仿真技术，建立详细的车辆动力学计算模型，考虑各种复杂的边界条件，有效的进行车辆动力学性能分析，预测其运行安全性。

车辆动力学软件计算分析的目的如下：

(1)建立车辆动力学计算模型化的概念，掌握动力学方程建立的基本方法。

(2)了解车辆各个部分的位移及各部分的作用力。

(3)建立车辆直线运行的平稳性及舒适度。

(4)确定曲线通过的安全性。

2 评估车辆运行平稳指标

列车在运行过程中产生的振动是产生乘坐不舒适的重要来源。人在振动环境中不仅会产生疲劳，还会发生内部器官及全身组织与外界振动或谐振的可能，因此，对车辆平稳性进行评定具有重要意义。

当高速列车运行时，由于线路等原因，车辆会产生颠簸，影响乘客舒适度甚至乘务人员正常工作。我们用Sperling指标来评价乘客和乘务人员乘坐的舒适度。Sperling指标不是理论数据，而是根据大量列车运行时的实验数据来测定平稳性指标。平稳性指标(W)包括运行品质评价和舒适度评价。

式中a表示振动加速度(cm/s2)、f表示振动频率(Hz)、H(f)表示与振动有关的修正系数

在常用的频率范围内，垂向和横向的F(f)是不同的，如表所示。由车辆平稳性指标评定的平稳性等级如表1所示

表1 频率加权系数

3 结果分析

表2 轨道车辆横向振动加速度及平稳性指标

表3 轨道车辆垂向振动加速度及平稳性指标

由表2和表3可以获知，该车辆以90km/h速度运行时轨道车辆中心横向的最大加速度为0.07，垂向加速度的最大值也为0.07，横向平稳性最大值为1.46，垂向平稳性最大值为1.53，均小于2.5，故运行等级为优。而速度达到144km/h ,162km/h时，横向平稳性指标分别为2.56和2.90，平稳性等级依次为良好和合格。速度达到180km/h，其横向平稳性指标最大值达到了3.30，平稳性等级评定为不合格。依照平稳性指标的评定，该车辆的运行速度应低于162km/h。