铁道车辆系统静动力学课程教学大纲
《铁道车辆系统静/动力学》课程教学大纲
课程代码: 0803715026
课程名称：铁道车辆系统静/动力学
英文名称：Rolling Stock Systerm Static & Dynamics
总学时：32 讲课学时：32
学分：2
适用对象: 车辆工程专业
先修课程：计算机语言、工程力学、城市轨道车辆工程
一、课程性质、目的和任务
铁道车辆系统静/动力学是城市轨道车辆专业方向的一门专业理论课。其目的是使学生掌握铁道车辆静力学以及铁道车辆动力学的基本理论和计算方法。通过本课程的学习，学生可以掌握铁道车辆静力学、动力学分析和计算方法，为从事铁路客车和城市轨道交通车辆的制造、维护、测试等工作打下良好的基础。
二、教学基本要求
本课程内容包括两部分。车辆静力学内容包括有限单元法的基本原理和方法，作用在车辆及其零部件上的载荷，车辆主要零部件的有限单元法计算。车辆动力学内容包括引起车辆振动原因，铁道车辆安全、平稳运行的条件和评定标准，铁道车辆系统的垂直振动和横向振动的原理和分析，铁道车辆蛇行运动稳定性。学完本课程应达到以下基本要求：1．掌握有限单元法的基本原理和方法。
2．掌握作用在铁道车辆及其零部件上的载荷。
3．掌握车辆主要零部件的有限单元法计算方法。
4．掌握铁路车辆安全、平稳运行的条件和评定标准。
5．掌握引起车辆振动原因和车辆振动的基本形式。
6．熟练分析铁道车辆蛇行运动稳定性。
7．熟练掌握铁道车辆系统的垂直振动和横向振动的原理和分析。
三、教学内容及要求
1．有限单元法基本原理部分
掌握有限单元法的解题思路，掌握单元刚度矩阵、坐标变换、结构刚度矩阵的建立，掌握载荷处理和约束处理的方法，掌握解题的具体步骤。
2．作用在铁道车辆及其零部件上的载荷部分
掌握作用在铁道车辆上、作用在车体上及作用在转向架上的载荷。
3．车辆主要零部件的有限单元法计算部分
了解客车车体钢结构的计算，了解转向架构架的计算，并且会进行计算结果整理。
4．车辆振动引论部分
了解本课程的性质和任务；掌握车辆振动基本概念与振动形式，掌握引起车辆振动的原因等基本知识。
5. 车辆的垂向振动部分
掌握分析车辆振动的基本方法，掌握具有一系弹簧装置车辆的自由振动和强迫振动理论和分析方法，掌握具有两系弹簧装置车辆的自由振动和强迫振动理论和分析方法。
6．车辆的横向振动部分
掌握车体横向自由振动和强迫振动理论和分析方法。
7．车辆蛇行运动稳定性部分
掌握车辆蛇行运动和蠕滑基本概念，掌握自由轮对在蠕滑力作用下的蛇行运动，了解转向架蛇行运动，了解车辆蛇行运动稳定性的分析方法，掌握影响车辆蛇行运动稳定性的因素。
5．车辆运行安全性和平稳性部分
掌握车辆运行平稳性及其评定标准，掌握车辆运行安全性及其评定标准以及，了解防止车辆脱轨和倾覆的安全措施。
四、实践环节
本课程实践环节可以课后专门安排上机时间进行简单有限单元法计算程序练习，不占用本课程课时。
五、课外习题及课程讨论
为达到本课程的教学基本要求，课外习题不应少于20题，课程讨论不少于5次。
六、教学方法与手段
本课程采用板书方式进行课堂教学。
七、各教学环节学时分配
八、考核方式
本课程为考查课程，期末考试采用闭卷笔试。学生的课程总评成绩由平时成绩（占20%）和期末考试成绩两部分构成，平时成绩由出勤、作业、课堂测验、学习主动性等组成。
九、推荐教材和教学参考书
教材：《车辆系统动力学》，任尊松编著，中国铁道出版社，2007。
参考书：《铁道车辆动力学与控制》，陈泽深，王成国编著，中国铁道出版社，2004。
大纲制订人：耿烽
大纲审定人：王书林
制订日期：2010年5月
铁道车辆名词术语
铁道车辆名词术语——国标 Rolling stock terms GB 4549.1-84 一、一般名词术语General 1、车辆的种类 铁道车辆rolling stock,railway vehicle,railway car 客车carriage,passeger car 货车wagon.freight car 特种车special car 钢木车steel-wood car 全金属车all metal car 全钢车all steel car 二轴车two-axle car 四轴车four-axle car 六轴车six-axle car 转向架式车rogie car 关节式车articulated car 动车motor-car 拖车trailer 控制车controlling car 动车组powered car train-set 合造车combined car 简易客车simply equipped coach 代用客车substitute passenger car 双层客车double-deck coach 母车car with axle generator 子车car without axle generator 座车seat coach 硬座车semi-cushioned seat coach 软座车cushioned seat coach,soft seat coach 卧车sleeping car 硬卧车semi-cushioned berth sleeping car 软卧车cushioned berth sleeping car 餐车dining car 行李车luggage van,baggage car 邮政车mail van,postal car 了望车observation car 公务车service car,private car 文教车culture and education car 医疗车hospital car 卫生车ambulance car 试验车test car 维修车maintenance car 宿营车dormitory van,train crew car
汽车系统动力学习题答案分析解析
1.汽车系统动力学发展趋势 随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车的舒适性、可靠性以及安全性也提出越来越高的要求，这些要求的实现都与汽车系统动力学相关。汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容，随着多体动力学的发展及计算机技术的发展，使汽车系统动力学成为汽车CAE技术的重要组成部分，并逐渐朝着与电子和液压控制、有限元分析技术集成的方向发展，主要有三个大的发展方向： （1）车辆主动控制 车辆控制系统的构成都将包括三大组成部分，即控制算法、传感器技术和执行机构的开发。而控制系统的关键，控制律则需要控制理论与车辆动力学的紧密结合。 （2）多体系统动力学 多体系统动力学的基本方法是，首先对一个由不同质量和几何尺寸组成的系统施加一些不同类型的连接元件，从而建立起一个具有合适自由度的模型；然后，软件包会自动产生相应的时域非线性方程，并在给定的系统输入下进行求解。汽车是一个非常庞大的非线性系统，其动力学的分析研究需要依靠多体动力学的辅助。 （3）“人—车—路”闭环系统和主观与客观的评价 采用人—车闭环系统是未来汽车系统动力学研究的趋势。作为驾驶者，人既起着控制器的作用，又是汽车系统品质的最终评价者。假如表达驾驶员驾驶特性的驾驶员模型问题得到解决后，“开环评价”与“闭环评价”的价值差别也许就
不存在了。因此，在人—车闭环系统中的驾驶员模型研究，也是今后汽车系统动力学研究的难题和挑战之一。除驾驶员模型的不确定因素外，就车辆本身的一些动力学问题也未必能完全通过建模来解决。目前，人们对车辆性能的客观测量和主观之间的复杂关系还缺乏了解，而车辆的最终用户是人。因此，对车辆系统动力学研究者而言，今后一个重要的研究领域可能会是对主观评价与客观评价关系的认识 2.目前汽车系统动力学的研究现状 汽车系统动力学研究内容范围很广，包括车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有车辆垂向和横向动力学内容。及行驶动力学和操纵动力学。行驶动力学研究路面不平激励，悬架和轮胎垂向力引起的车身跳动和俯仰运动；操纵动力学研究车辆的操纵稳定性，主要是轮胎侧向力有关，引起的车辆侧滑、横摆、和侧倾运动。汽车系统动力学的研究可以分为三个阶段： 阶段一（20世纪30年代） ①对车辆动态性能的经验性的观察 ②开始注意到车轮摆振的问题 ③认识到车辆舒适性是车辆性能的一个重要方面 阶段二（30年代—50年代） ①了解了简单的轮胎力学，给出了轮胎侧偏角的定义 ②定义不足转向和过度转向 ③建立了简单的两自由度操纵动力学方程
铁道车辆系统动力学作业及试地的题目详解
作业题 1、车辆动力学的具体内容是研究车辆及其主要零部件在各种运用情况下，特别是在高速运行时的位移、加速度和由此而产生的动作用力。 2、车辆系统动力学目的在于解决下列主要问题： ①确定车辆在线路上安全运行的条件； ②研究车辆悬挂装置和牵引缓冲装置的结构、参数和性能对振动及 动载荷传递的影响，并为这些装置提供设计依据，以保证车辆高速、安全和平稳地运行； ③确定动载荷的特征，为计算车辆动作用力提供依据。 3、铁路车辆在线路上运行时，构成一个极其复杂的具有多自由度的振动系统。 4、动力学性能归根结底都是车辆运行过程中的振动性能。 5、线路不平顺不是一个确定量，它因时因地而有不同值，它的变化规律是随机的，具有统计规律，因而称为随机不平顺。 （1）水平不平顺； （2）轨距不平顺； （3）高低不平顺； （4）方向不平顺。 6、车轮半径越大、踏面斜度越小，蛇行运动的波长越长，即蛇行运动越平缓。 7、自由振动的振幅，振幅大小取决于车辆振动的初始条件：初始位移和初始速度（振动频率）。
8、转向架设计中，往往把车辆悬挂的静挠度大小作为一项重要技术指标。 9、具有变摩擦减振器的车辆，当振动停止时车体的停止位置不是一个点，而是一个停滞区。 10、在无阻尼的情况下共振时振幅随着时间增加，共振时间越长，车辆的振幅也越来越大，一直到弹簧全压缩和产生刚性冲击。 11、出现共振时的车辆运行速度称为共振临界速度 12、在车辆设计时一定要尽可能避免激振频率与自振频率接近，避免出现共振。 13、弹簧簧条之间要留较大的间距以避免在振动过程中簧条接触而出现刚性冲击 14、两线完全重叠时，摩擦阻力功与激振力功在任何振幅条件下均相等。 15、在机车车辆动力学研究中，把车体、转向架构架（侧架）、轮对等基本部件近似地视为刚性体，只有在研究车辆各部件的结构弹性振动时，才把他们视为弹性体。 16、簧上质量：车辆支持在弹性元件上的零部件，车体（包括载重）及摇枕质量 17、簧下质量：车辆中与钢轨直接刚性接触的质量，如轮对、轴箱装置和侧架，客车转向架构架，一般是簧上质量。 18、一般车辆（结构对称）的垂向振动与横向振动之间是弱耦合，因此车辆的垂向和横向两类振动可以分别研究。 19、若车体质心处于纵垂对称面上，但不处于车体的横垂对称面上，则车体的浮沉振动将和车体的点头振动耦合起来。
铁道车辆系统静动力学课程教学大纲
《铁道车辆系统静/动力学》课程教学大纲 课程代码: 0803715026 课程名称：铁道车辆系统静/动力学 英文名称：Rolling Stock Systerm Static & Dynamics 总学时：32 讲课学时：32 学分：2 适用对象: 车辆工程专业 先修课程：计算机语言、工程力学、城市轨道车辆工程 一、课程性质、目的和任务 铁道车辆系统静/动力学是城市轨道车辆专业方向的一门专业理论课。其目的是使学生掌握铁道车辆静力学以及铁道车辆动力学的基本理论和计算方法。通过本课程的学习，学生可以掌握铁道车辆静力学、动力学分析和计算方法，为从事铁路客车和城市轨道交通车辆的制造、维护、测试等工作打下良好的基础。 二、教学基本要求 本课程内容包括两部分。车辆静力学内容包括有限单元法的基本原理和方法，作用在车辆及其零部件上的载荷，车辆主要零部件的有限单元法计算。车辆动力学内容包括引起车辆振动原因，铁道车辆安全、平稳运行的条件和评定标准，铁道车辆系统的垂直振动和横向振动的原理和分析，铁道车辆蛇行运动稳定性。学完本课程应达到以下基本要求：1．掌握有限单元法的基本原理和方法。 2．掌握作用在铁道车辆及其零部件上的载荷。 3．掌握车辆主要零部件的有限单元法计算方法。 4．掌握铁路车辆安全、平稳运行的条件和评定标准。 5．掌握引起车辆振动原因和车辆振动的基本形式。 6．熟练分析铁道车辆蛇行运动稳定性。 7．熟练掌握铁道车辆系统的垂直振动和横向振动的原理和分析。 三、教学内容及要求 1．有限单元法基本原理部分 掌握有限单元法的解题思路，掌握单元刚度矩阵、坐标变换、结构刚度矩阵的建立，掌握载荷处理和约束处理的方法，掌握解题的具体步骤。 2．作用在铁道车辆及其零部件上的载荷部分 掌握作用在铁道车辆上、作用在车体上及作用在转向架上的载荷。 3．车辆主要零部件的有限单元法计算部分 了解客车车体钢结构的计算，了解转向架构架的计算，并且会进行计算结果整理。 4．车辆振动引论部分 了解本课程的性质和任务；掌握车辆振动基本概念与振动形式，掌握引起车辆振动的原因等基本知识。 5. 车辆的垂向振动部分
铁路车辆运行安全监控体系(5T系统)
铁路车辆运行安全监控体系(5T系统） 铁路车辆运行安全监控体系简称“5T”系统，主要由五大系统构成：红外线轴温探测智能跟踪系统(简称THDS)、货车运行状态地面安全监测系统(简称TPDS)、货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统(简称TADS)、货车运行故障动态图像检测系统(简称TFDS)、客车运行安全监控系统(简称TCDS)。以及与“5T”系统配套的铁路车号自动识别系统（简称ATIS）。 THDS(TrackHotboxDetectionSystem)： 系统利用轨边红外线探头，对通过车辆每个轴承温度实时检测，并将检测信息实时上传到路局车辆运行安全检测中心，进行实时报警。通过配套的铁路车号自动识别系统，实现车次、车号跟踪，热轴货车车号的精确预报，重点探测车辆轴承温度，对热轴车辆进行跟踪报警。重点防范热切轴事故。 TPDS(TruckPerformanceDetectionSystem)： 系统利用安装在铁路正线直线段上的轨边检测平台，动态监测轮轨间包括脱轨系数、减载率等动力学参数，实现对货车的运行状态分级评判。通过配套的铁路车号自动识别系统，实现车次、车号跟踪。重点防范货车脱轨事故，防范车轮踏面擦伤、剥离以及货物超载、偏
载等行车安全隐患。 TADS(TrucksideAcousticDetectionSystem)： 系统利用轨边噪声采集阵列，实时采集运动货车滚动轴承噪音，通过数据分析，及时发现货车轴承早期故障。通过配套的铁路车号自动识别系统，实现车次、车号跟踪。重点防范切轴事故，TADS系统使安全防范关口前移，对轴承故障进行早期预报。 TFDS(TroubleofmovingFreightcarDetectionSystem)： 系统采用高速连续数字照像技术、大容量图像数据实时处理技术和精确定位技术，利用轨边高速摄像头，对运行货车隐蔽故障和常见故障进行动态检测，及时发现货车运行故障，重点检测货车走行部、制动梁、悬吊件、枕簧、大部件、钩缓等安全关键部位，重点防范制动梁脱落事故，防范摇枕、侧架、钩缓大部件裂损、折断，防范枕簧丢失、窜出等危及行车安全隐患。 TCDS(TrainCoachRunningDiagnosisSystem)： 系统通过车载检测装置对运行中客车的供电、空调、电源、车门、火灾、轴温、制动系统、转向架等关键部件进行实时监测、诊断和报
车辆动力学练习题及参考答案(可编辑修改word版)
车辆动力学练习题 一、单项选择题 1.轨道车辆通常由（）、驱动部、走行部、制动部与连接部等组成。 A．车体B．转向架 C．轮对D．电动机 2.EDS 型磁悬浮的悬浮高度一般为（）mm，因而对轨道精度和维护要求相对不高。 A．10 B．30 C．100 D．50 3.铁道车辆的（）是指车辆每一根轮轴能够承受的允许静载。 A.轴重B．额定载重C．轮对重D．车体重 4.车轮必须具有（），以引导车轮沿道岔形成的线路方向运行，并产生变道时所需的横向导向力。 A．轮缘B．踏面 C．缓冲装置D．车轴 5.铁路轨道可以分为（）轨道和曲线轨道。 A.缓和曲线B．坡度 C．直线D．圆曲线 6.人对频率在（）Hz 以下的横向振动最敏感。 A.1B．2 C．5 D．10 7.轨道车辆的轮对由左右轮子和车轴固接组成，左右轮对滚动角速度一致，则称为（）轮对。 A.弹性B．普通 C．刚性D．磁悬浮 8.轮轨蠕滑是指具有弹性的钢质车轮在弹性的钢轨上以一定速度滚动时，在车轮与钢轨的（）间产生 相对微小滑动。 A.上方B．下方C．侧面D．接触面 9.稳定性的含义包含静态平衡稳定性和（）稳定性两大类。 A.动态B．准静态 C．安全D．非平衡 10.目前国内外最常用的轨道不平顺数值模拟方法主要有（）、三角级数法和白噪声滤波法等。 A．二次滤波法B．五次滤波法 C．四次滤波法D．三次滤波法 11.轨道交通车辆使用的轮胎一般是高压充气轮胎，轮胎内压力高达（）kPa。 A．200~300 B．400~500 C．600~700 D．800~900 12.创造了581k m/h的世界轨道交通列车的最高速度记录的是（）超导磁浮。 A.中国B．美国 C．日本D．德国 13.铁路轨道按轨枕使用材料可分为（）轨道和混凝土轨枕轨道 A.铁枕B．木枕C．铜枕D．不锈钢
铁道车辆实习报告
（2012～2013学年第1学期）实习名称：铁道车辆专业实习 专业：铁道车辆 学号：CD20130437 姓名：张毅 实习地点：燕岗火车站 实习时间：1月4日～1月8日 实习成绩： 指导教师（签字）： 西南交通大学峨眉校区 2013年1月8日
注：后附纸若干，内容包括实习目的和要求、实习内容、实习方式和安排、实习完成情况、实习心得与体会等。 实习目的： 1.通过本次的实践学习，让我们更牢固的掌握所学的知识，将所学的知识更好的得到应用与升华；并将所学知识与实践学习更好的融汇与贯通。 2.本次实践学习，让我们对列车设备与设施有了直接与感性的认识；使我们对生活中所使用的列车有了直接、面对面的认识与了解，为我们单调、枯燥的学习增添了一些乐趣。 3.此次实践学习，是为我们以后工作打下牢固基础而准备的，对我们来说，是一次非常重要、必不可少的实践学习机会，所以我们一定要认真听负责人实习老师的详细讲解，做好笔记，不懂就问，实习完后，写好自己的实习心得与体会。 实习要求： 1.严格遵守铁道车辆实习安全注意事项条令，听从负责人实习老师的安排，不迟到不早退，不中途逃跑，有事请假。 2.此次是一次难得的实践学习机会，所以我们一定要认真听负责人指导老师的详细讲解，不懂就问，做好笔记，实习完后，写好自己的实习心得与体会。
3.在实习过程中，一定要注意自己的人身安全，做到不掉队，紧跟在负责人后面，不攀爬车辆，不横穿车辆，遇车绕道而行。实习地点： 燕岗火车站 实习内容： 在负责人实习老师的带领下我们来到了燕岗火车站，燕岗火车站主要从事货运工作，也有一些乘客在这里上下车，到达他们要到的目的地。 在负责人实习老师再次讲解安全注意事项后，我们进入了车站，站内停靠了许多车辆；有货运车辆，敞车、棚车、平车、罐车等，还有客运车辆，硬座车、软座车、硬卧车、软卧车、行李车、邮政车、餐车。 在负责人实习老师的带领下，我们来到了铁路轨道，观看了轨道的结构、组成及各组成部分的作用。铁路轨道主要由钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设施、道岔组成，钢轨的作用是直接承受车轮的巨大压力并引导车轮运行方向，因而应当具备足够的强度、稳定性和耐磨性。为了使钢轨具有最佳的抗弯性能，钢轨的断面形状采用“工”字形，由轨头、轨腰和轨底组成；轨枕的作用是支承钢轨，并将钢轨传来的压力传递给
车辆系统动力学第二次作业
第二次作业 柏满飞 1. 设计要求 1.1 汽车参数 1.2 性能要求 2. 牵引电动机量值的设计 2.1参考一些相关资料，可以取如下电动机参数： 2.2电机额定功率值 汽车轮胎半径：0.2794r m = 则齿轮传动的传动比：,max max =3.2930m g n r i V π= 则车辆转动惯量系数：2 121 1.07 g i δ δδ=++=， 式中10.04δ=，20.0025δ= 则电机的额定功率值：()2 2221 77.45235 t f b r f a D f f a M P V V Mgf V C A V kW t δρ= ++ += 取整可以选额定功率值：80t P kW =
2.3电机外特性曲线 由以上参数得该电机的外特性曲线如图2.1所示。 图 2.1 电机外特性曲线 3. 加速性能的检验 基于牵引电机的转矩-转速特性、齿轮传动比以及车辆的参数，可以计算车辆的加速性能即加速时间和距离与车速之间的对应关系。 计算0100/km h -加速时间： 100 2 10.211 2 a p g r a D f M t dV s T i MGf C A V r δ ηρ==--? 满足性能要求。 4. 爬坡能力的检验 应用电机的转矩-转速特性、齿轮传动比，以及车辆的参数，并由行驶过程中汽车驱动力和阻力关系式： p g t T i F r η= ()21 cos sin 2r r a D f F Mg f C A V ααρ=++ 由此可计算得出牵引力和阻力与车速之间的关系，如图4.1所示。从而可计算出车辆的爬坡能力。
车辆系统动力学复习题 (2)
《车辆系统动力学》 （此复习题覆盖大部分试题。考试范围以课堂讲授内容为准。） 一、概念题 1. 约束和约束方程（19） 力学系统在运动时会受到某些几何和运动学特性的限制，这些构成限制条件的物体称为约束。 用数学方程表示的约束关系称为约束方程。 2. 完整约束和非完整约束（19） 如果系统约束方程仅是系统位形和时间的解析方程，则这种约束称为完整约束； 如果约束方程不仅包括系统的位形，还包括广义坐标对时间的倒数或者广义坐标的微分，而且不能通过积分使之转化为包括位形和时间的完整约束方程，则这种约束就称为非完整约束。 3. 轮胎侧偏角（31） 车轮回转平面与车轮中心运动方向的夹角。 4. 轮胎径向变形（31） 定义为无负载时的轮胎半径rt 与负载时的轮胎半径rtf 之差。 5. 轮胎的滚动阻力系数（40） 相应载荷下的滚动阻力与轮胎垂直载荷的比值。 6. 轮胎驱动力系数（50） 轮胎驱动力系数定义为驱动力与法向力的比值 7. 边界层（70） 当流体绕物体流动时，在物体壁面附近受流体粘性影响显著的薄层称为边界层。 8. 压力系数（74） 假设车身某点压力p 、速度v ，来流压力p ∞、速度v ∞，定义压力系数 2 1??? ? ??-==∞∞∞ v v q p-p C p 9. 风洞的堵塞比（77） 车辆迎风面积和风洞送风横断面面积的关系（堵塞比） 10. 雷诺数（79） 雷诺数定义为气流速度v 、流体特性长度L 的乘积与流体运动粘度ν的比值。Re=vL/ν 11. 空气阻力系数（82-83） q /A F Aq F C D D D == Fd 为空气阻力，A 为参考面积，通常采用汽车迎风面积，q 为动压力 12. 旋转质量换算系数（88） 12 d v i i +=r m Θδ 其中 ) (Ti c e 2 g 20dr 20w i ΘΘΘi i Θi ΘΘ++++=为等效转动惯量。mv 是整车整 备质量,rd 为驱动轮的滚动半径。 13. 后备驱动力（92） 车辆行驶时实际需要的驱动力FDem 与车辆所能提供的最大驱动力Fx 的差值。 14. 驱动附着率和制动附着率（101-102，105） 驱动附着率f 定义为纵向驱动力与法向力的比值 制动附着率：制动力力与法向力的比值 15. 驱动效率（103） 定义：驱动轴静载与整车重量的比值 W F /zs =τ
车辆工程(城轨、机车、铁道车辆)专业培养计划
车辆工程专业 Vehicle Engineering 一、培养方案 （一）本科学制 基本学制四年 （二）学位授予 工学学士学位 （三）培养目标 本专业适应国家经济建设、科技进步和社会发展需要，培养从事轨道车辆设计、制造、检修、运用等相关领域工作的具有社会责任感、基础扎实、知识面宽、富有实践能力和创新精神的，具备良好职业道德的复合应用型高级工程技术及管理人才。 （四）培养规格 1．热爱祖国，遵纪守法，身体健康，具有良好的思想品德、社会公德和职业素养。 2．具有较扎实的自然科学基础，良好的人文、社会科学基础。 3．系统地掌握本专业的技术理论基础，主要包括力学、机械学、电工与电子技术、轨道车辆工程等基础知识。 4．具有本专业必需的制图、计算、测试等基本技能。 5．掌握一门外语，具有一定的听、说、读、写能力，并能够在本专业学习中熟练地应用。 6．具有一定的计算机科学与技术的理论基础、基本知识。 7．具有一定的获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的能力，较强实践能力、适应能力和创新精神。 （五）主干学科及主干课程 主干学科：力学、机械工程。 主干课程：机车总体及走行部、机车电力传动技术、内燃机学、车辆结构及原理、车辆制动、车辆动力学、城市轨道车辆结构及原理、城市轨道车辆牵引传动技术、动车组总体及转向架及动车组牵引传动及控制等。 （六）专业定位与特色 车辆工程专业设有机车、铁道车辆、城市轨道车辆和动车组四个专业方向，面向全国培养轨道车辆领域的设计、制造、检修、运用等方面的应用研究型人才。本专业在强化基础知识的同时，注重培养工程实践能力和创新精神。与本专业直接对应的研究生专业包括车辆工程、载运工具运用工程等其它相关专业。
第五章 汽车转向系统动力学,
第五章汽车转向系统动力学 问题的提出 汽车转向系统动力学是研究驾驶员给系统以转向指令后汽车在曲线行驶中的运动学和动力学特性。这一特性影响到汽车操纵的方便性和稳定性，所以也是汽车安全性的重要因素之一，因而成为汽车系统动力学中重要研究内容之一。 汽车操纵稳定性是与汽车的车速密不可分的，早期的低速汽车还谈不上稳定性的问题，最早出现稳定性的问题，是在具有较高车速的轿车上或赛车上，目前，随着车速的不断提高，轿车、大客车、载货汽车的设计都离不开汽车操纵稳定性的研究。近年来，有许多学者研究这一问题，并取得很多成果。 操纵性不好的汽车的主要表现： 1.“飘” －有时驾驶员并没有发出转向的指令，而汽车开始自己改编本方向，使人感到汽车漂浮 2.“贼”－有时汽车像受惊的马，忽东忽西，汽车不听驾驶员的指令； 3.“反应迟钝”－驾驶员虽然发出指令。但是汽车还没有转向反映，转向过程反应较慢； 4.“晃”－驾驶员发出了稳定的转型指令，可使汽车左右摇摆，行驶方向难以稳定，当汽车受到路面不平，或者是侧向风扰动时，汽车就会出现左右摇摆； 5.“丧失路感”－正常汽车转弯的程度，会通过转向盘在驾驶员的手上产生相应的感觉，有些汽车操纵性不好的汽车，特别是在汽车车速较高时，或转向急剧时会丧失这种感觉，这会增加驾驶员操纵困难，或影响驾驶员的正确判断 6.“失去控制”－某些汽车的车速超过一个临界值以后，驾驶员已经不能控制器行驶的方向。 汽车的操纵稳定性：在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。 汽车的操纵性：汽车能及时而准确的反映驾驶员主观操作的能力，也就是按照驾驶员的愿望维持或改变原来的行驶路线的能力。 汽车的稳定性：汽车在外力干扰下，仍能保持或很快恢复原来行驶状态和方向，而不致丧失控制、发生侧滑或翻车的能力。 101
铁道车辆平稳性分析
铁道车辆平稳性分析 1.车辆平稳性评价指标 1.1 sperling平稳性指标 欧洲铁路联盟以及前社会主义国家铁路合作组织均采用平稳性指数来评定车辆的运行品质。等人在大量单一频率振动的实验基础上提出影响车辆平稳性的两个重要因素。其中一个重要因素是位移对时间的三次导数,亦即（加速度变化率）。若上式两边均乘以车体质 量,并将之积改写为，则。由此可见,在一定意义上代表力F的变化率的增减变化引起冲动的感觉。 如果车体的简谐振动为,则，其幅值为： 影响平稳性指数的另一个因素是振动时的动能大小,车体振动时的最大动能为： 所以： sperling在确定平稳性指数时,把反映冲动的和反映振动动能的乘积作为衡量标准来评定车辆运行平稳性。 车辆运行平稳性指数的经验公式为： 式中——振幅（cm）； f——振动频率（Hz）； a——加速度,其值为：； ——与振动频率有关的加权系数。 对于垂向振动和横向振动是不同的，具体情况见错误!未找到引用源。。 表1振动频率与加权系数关系 对于垂向振动的加权系数对于横向振动的加权系 f的取值范围（Hz）公式f的取值范围（Hz）公式 0.5~5.9 0.5~5.5
5.9~20 5.4~2.6 大于20 1 大于26 1 以上的平稳性指数只适用一种频率一个振幅的单一振动,但实际上车辆在线路上运行时的振动是随机的,即振动频率和振幅都是随时间变化的。因此在整理车辆平稳性指数时,通常把实测的车辆振动加速度按频率分解,进行频谱分析,求出每段频率范围的振幅值,然后对每一频段计算各自的平稳性指数,然后再求出全部频率段总的平稳性指数： Sperling平稳性指标等级一般分为5级，sperling乘坐舒适度指标一般分为4级。但在两级之间可按要求进一步细化。根据W值来评定平稳性等级表见错误!未找到引用源。 表2车辆运行平稳性及舒适度指标与等级 W值运行品质W值乘坐舒适度（对振动的感觉） 1 很好 1 刚能感觉 2 好 2 明显感觉 3 满意 2.5 更明显但无不快 4 可以运行 3 强烈，不正常，但还能忍受3.25 很不正常 4.5 运行不合格 3.5 极不正常，可厌，烦恼，不能长时忍 受 5 危险 4 极可厌，长时忍受有害 我国也主要用平稳性指标来评定车辆运行性能，但对等级做了简化，见错误!未找到引用源。。 表3车辆运行平稳性指标与等级 平稳性等级评定 平稳性指标 客车机车货车 1 优<2.5 <2.75 <3.5 2 良好 2.5~2.75 2.75~3.10 3.5~4.0 3 合格 2.75~3.0 3.10~3.45 4.0~4.25 对sperling评价方法的分析： 1.该评价方法仅按照某一个方向的平稳性指标等级来判断车辆的性能是不全面的,需要同时考虑垂向与横向振动对人体的生理及心理的相互影响,因为有时根据垂向振动确定的平稳性指标等级与根据横向振动确定的平稳性指标等级存在较大的差异。 2.该评价方法不够灵敏。由于人体对不同振动频率的反应不同,当对应某一频率范围的平稳性指标值很大值大于,在该窄带中的振动已超出了人体能够承受的限度,但在其它频带中值都很小,由于该方向总的平稳性指标是不同振动频率的平稳性指标求和,因而可能该方向总的砰值并不大,从而认为该车辆的平稳性能符合要求是不正确的。
铁道车辆专业英语
Chapter 1 Introduction to Railway Locomotive 机车freight wagon货车 passenger coach 客车multiple units动车组 metro car 地铁车辆 light rail轻轨 railway service cars 铁路服务车Rail铁轨 standard gauge标准轨距narrow gauge, broad gauge窄轨，宽轨 Trackbed 道床 Sleeper，枕木 Crosstie 枕木 Ballast, subballast，道砟，底部道砟 fastener紧固件 Turnout道岔 Derail(derailment)脱轨Crossing 平交道口 colliery: 煤矿 quarry：采石场 flanged steel wheels：有凸缘钢轮 copper ore：铜矿 speak of：谈到，提及 backbone：骨干 bulk freight：散装货物 mass commutation traffic: 大规模通勤运输 short haul: 短途运输 Merchandise traffic：货物运输 Depreciation：(反-appreciation)，减值，折旧，贬值 Settling：沉降，沉积 bulk freight：散装货物 Subgrade: 地基，路基 Soil stratum: 地层 Embankment：堤坝 Trim off：修剪 Organic topsoil: 有机表层土 Civil engineering: 土木工程 Earthwork: 土方，土方工程 Gravity wall：重力墙 Drainage: 排水系统，排水装置 Real estate：房地产，不动产 Crane：起重机 Tamper：捣固机 Trolley：台车，手推车，电车 Headway：进展，向目标前进 Chapter 2 The Train Coach, carriage，客车Monorail单轨Refrigerator wagon冷藏车 High-speed railways高速铁路Maglev磁悬浮Open-topped wagon敞顶车
机械设计制造及其自动化专业(铁道车辆方向)人才培养计划
机械设计制造及其自动化专业（铁道车辆方向）培养方案 一、培养目标 本专业培养适应二十一世纪铁道车辆技术发展需要的，德、智、体、美全面发展，熟悉与本专业相关的现代科学知识与技术，掌握机械、电子、计算机、信息、材料和现代管理等基础知识，掌握铁道车辆的基本理论、基础知识和基本技能，能在铁道车辆相关的领域从事研究、开发、工艺设计、生产技术改进、质量控制和管理等方面工作的高级复合型技术人才。 二、基本要求 1、热爱社会主义祖国，有为国家富强与民族振兴而奋斗的理想和责任感，具有良好的思想道德、敬业精神、健康的人生态度，具有科学严谨、求真务实的工作作风。 2、掌握自然科学基础和人文社会科学基础知识，具备市场经济条件下的适应能力。 3、系统掌握本专业的基础科学理论、专业理论知识；掌握与本专业相关的计算机技术、电子应用技术、信息技术和自动化技术；具有一定的科学实验能力和设计能力；具有技术经济分析、工业企业管理的基础知识；有较强的自学能力和独立工作能力，有较强的借鉴能力和设计上的创新能力；具有初步的科学研究、产品开发和企业管理能力；了解本专业学科发展的现状及趋势。 4、熟练掌握一门外语，具有外语听、说、读、写及阅读和翻译本专业外文资料的能力。 5、具有较强的计算机应用能力，能够进行与本专业相关的应用软件开发。 6、掌握科学锻炼身体的基本技能，得到必要的军事训练，达到国家规定的大学生体育和军事训练的合格标准，能履行建设祖国和保卫祖国的神圣义务。 三、学制与学位 学制：四年 学位：工学学士 四、专业特色 以高级应用型人才为培养目标，以产学结合的人才培养模式构建人才知识、能力、素质结构，突出应用。以铁道车辆为载体，融合电子技术、信息技术、计算机技术、现代管理等方面知识，在系统掌握铁道车辆专业知识的基础上，综合运用于产品设计、设备制造、检测、运用、管理等方面工作，强调学生分析问题、解决问题及创新能力的培养，使毕业生具备综合运用知识的能力，以适应铁道车辆现代化需要，培养与国际铁道车辆技术要求接轨的高级专门人才。 五、主干学科与主干课程 主干学科：力学、机械工程、电学 主干课程：机械制图及CAD、理论力学、材料力学、电工技术、电子技术、机械原理、机械设计、工程材
车辆系统动力学发展1
汽车系统动力学的发展和现状 摘要：近年来，随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车的舒适性、可靠性以及安全性也提出越来越高的要求，这些要求的实现都与汽车系统动力学相关。汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容。本文通过对汽车系统动力学的的介绍，对这一新兴学科的发展和现状做一阐述。 关键字：汽车系统动力学动力学响应发展历史 Summary：In recent years, with the rapid development of automobile industry, people on the vehicle comfort, reliability and safety are also put forward higher requirements, to achieve these requirements are related to vehicle system dynamics.Vehicle system dynamics is the study of all related to the movement of the car system discipline, it involves the scope is broad, in addition to the effects of dynamic response of vehicle longitudinal motion and its subsystems, and vehicles to and dynamic content crosswise two aspects in the vertical.Based on the vehicle system dynamics is introduced, the development and status of this emerging discipline to do elaborate. Keywords：Dynamics of vehicle system dynamics Dynamic response Development history 0 引言 车辆动力学是近代发展起来的一门新兴学科。有关车辆行驶振动分析的理论研究，最早可以追溯到100年前。事实上，知道20世纪20年代，人们对车辆行驶中的振动问题才开始有初步的了解；到20世纪30年代，英国的Lanchester、美国的Olley、法国的Broulhiet开始了车辆独立悬架的研究，并对转向运动学和悬架运动学对车辆性能的影响进行了分析。开始出现有关转向、稳定性、悬架方面的文章。同时，人们对轮胎侧向动力学的重要性也开始有所认识。 在随后的20年中，车辆动力学的进展甚微。进入20世纪50年代，可谓进入了一个车辆操纵动力学发展的“黄金时期”。这期间建立了较为完整的车辆操纵动力学线性域（即侧向加速度约小于0.3g）理论体系。随后有关行驶动力学的进一步发展，是在完善的测量和计算手段出现后才得以实现。人们对车辆动力学理解的进程中，理论和试验两方面因素均发挥了作用。随后的几十年，汽车制造商意识到行驶平顺性和操纵稳定性在汽车产品竞争中的重要作用，因而车辆动力学得以迅速发展。计算机及应用软件的开发，使建模的复杂程度不断提高。在过去的70多年中，车辆动力学在理论和实际应用方面也都取得了很多成就。在新车型的设计开发中，汽车制造商不仅依靠功能强大的计算机软件，更重要的是具有丰富测试经验和高超主观评价技能的工程师队伍。 传统的车辆动力学研究都是针对被动元件的设计而言，而采用主动控制来改变车辆动态性能的理念，则为车辆动力学开辟了一个崭新的研究领域。在车辆系统动力学研究中，采用“人—车—路”大闭环的概念应该是未来的发展趋势。作为驾驶者，人既起着控
铁路车辆运行安全监控体系5T系统
铁路车辆运行安全监控体系(５T系统) 铁路车辆运行安全监控体系简称“５Ｔ”系统,主要由五大系统构成:红外线轴温探测智能跟踪系统(简称THDＳ)、货车运行状态地面安全监测系统(简称TPDS)、货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统(简称TADＳ)、货车运行故障动态图像检测系统(简称TFDS)、客车运行安全监控系统(简称ＴCＤＳ)。以及与“5Ｔ”系统配套的铁路车号自动识别系统(简称ATIS)。 TＨDＳ(TrackHotｂoxDｅteｃtｉonSystｅm): 系统利用轨边红外线探头,对通过车辆每个轴承温度实时检测,并将检测信息实时上传到路局车辆运行安全检测中心,进行实时报警。通过配套的铁路车号自动识别系统,实现车次、车号跟踪,热轴货车车号的精确预报,重点探测车辆轴承温度,对热轴车辆进行跟踪报警。重点防范热切轴事故。 TPDＳ(ＴruckＰerｆormaｎceＤeteｃtiｏnSｙstem): 系统利用安装在铁路正线直线段上的轨边检测平台,动态监测轮轨间包括脱轨系数、减载率等动力学参数,实现对货车的运行状态分级评判。通过配套的铁路车号自动识别系统,实现车次、车号跟踪。重点防范货车脱轨事故,防范车轮踏面擦伤、剥离以及货物超载、偏
载等行车安全隐患。 TADS(TrucksideAcoustiｃDeｔecｔionＳystem): 系统利用轨边噪声采集阵列,实时采集运动货车滚动轴承噪音,通过数据分析,及时发现货车轴承早期故障。通过配套的铁路车号自动识别系统,实现车次、车号跟踪。重点防范切轴事故,ＴADＳ系统使安全防范关口前移,对轴承故障进行早期预报。 TＦDS(ＴroｕｂleｏfｍovingFreighｔｃarＤｅtectiｏｎSｙsｔe ｍ): 系统采用高速连续数字照像技术、大容量图像数据实时处理技术与精确定位技术,利用轨边高速摄像头,对运行货车隐蔽故障与常见故障进行动态检测,及时发现货车运行故障,重点检测货车走行部、制动梁、悬吊件、枕簧、大部件、钩缓等安全关键部位,重点防范制动梁脱落事故,防范摇枕、侧架、钩缓大部件裂损、折断,防范枕簧丢失、窜出等危及行车安全隐患。 TCＤS(TraiｎCoacｈRuｎningDiagnosisＳｙsteｍ): 系统通过车载检测装置对运行中客车的供电、空调、电源、车门、
汽车悬架系统动力学研究剖析
（研究生课程论文） 汽车动力学 论文题目：汽车悬架系统动力学研究指导老师：乔维高 学院班级： 学生姓名： 学号： 2015年1月
汽车悬架系统动力学研究 摘要：汽车悬架类型的选择和悬架参数的差异对汽车的操纵稳定性和行驶平顺性具有重要的影响。主要分析了麦弗逊悬架的结构特点，并通过ADAMS软件建立麦弗逊悬架的3D模型,对其进行仿真分析,得出悬架参数的优化设计方法。关键词：麦弗逊悬架；ADAMS多刚体动力学；仿真分析 The automobile suspension system dynamics research Caisi Vehicle 141 1049721402344 Abstract:Different kinds of suspension systems and of differences in suspension parameters on the vehicle steering stability and riding comfort have important influence. Mainly analyzed the structure characteristics of Macpherson suspension, and by using ADAMS software to establish 3D model of Macpherson suspension, carry on the simulation analysis, the method of optimal design parameters of the suspension. Key words:Macpherson suspension; ADAMS /Car; multi-rigid-body dynamics; simulation and analysis 引言 汽车悬架是汽车车轮与车身之间一切装置的总称。其功用在于：在垂直方向能够衰减振动和起悬挂作用；在侧向可防止车身侧倾和左右车轮载荷转移；在行驶方向上能够保证驱动与制动的实现并保持行驶方向的稳定性。不同的悬架设置会使驾驶者有不同的感受。看似简单的悬架系统综合多种作用力，决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性，是现代轿车十分关键的部件之一。悬架系统起着传递车轮和车身之间的力和力矩、引导与控制汽车车轮与车身的相对运动、缓和路面传递给车身的冲击、衰减系统的振动等作用，汽车悬架系统对汽车的操
汽车高等动力学讲解
侧偏力：汽车在行驶过程中，由于路面的侧向倾斜、侧向风、或者曲线行驶时的离心力等的作用，车轮中心沿Y轴方向将作用有侧向力F y，相应地在地面上产生地面侧向反作用力F Y，F Y即侧偏力。 侧偏现象：当车轮有侧向弹性时，即使F Y没有达到附着极限,车轮行驶方向也将偏离车轮平面cc,这就是轮胎的侧偏现象。 侧偏角：车轮与地面接触印迹的中心线与车轮平面错开一定距离，而且不再与车轮平面平行，车轮印迹中心线跟车轮平面的夹角即为侧偏角。 高宽比：以百分数表示的轮胎断面高H与轮胎断面宽B 之比 H/B×100% 叫高宽比. 附着椭圆：它确定了在一定附着条件下切向力与侧偏力合力的极限值。 转向灵敏度：汽车等速行驶时，在前轮角阶跃输入下进入的稳态响应就是等速圆周行驶。常用输出与输入的比值，如稳态的横摆角速度与前轮转角之比来评价稳态响应，这个比值称为稳态横摆角速度增益，也就是转向灵敏度。（即稳态的横摆角速度与前轮转角之比） 稳定性因数：稳定性因数单位为s2/m2,是表征汽车稳态响应的一个重要参数。 侧倾轴线：车厢相对于地面转动时的瞬时轴线称为车厢侧倾轴线。 侧倾中心：车厢侧倾轴线通过车厢在前，后轴处横断面上的瞬时转动中心，这两个瞬时中心称为侧倾中心。 悬架的侧倾角刚度：悬架的侧倾角刚度是指侧倾时（车轮保持在地面上），单位车厢转角下，悬架系统给车厢总的弹性恢复力偶矩。 转向盘力特性：转向盘力随汽车运动状况而变化的规律称为转向盘力特性。 切向反作用力控制的三种类型：总切向反作用力控制，前后轮间切向力分配比例的控制，内外侧车轮间切向力分配的控制。 侧翻阈值：汽车开始侧翻时所受的侧向加速度称为侧翻阈值。 汽车的平顺性：汽车的平顺性主要是保持汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在一定界限之内，主要根据乘员的主观感觉的舒适性来评价。 1．汽车的操纵稳定性：是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的情况下，汽车能遵循驾驶者通过转向系统及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。 2．汽车的操纵稳定性是汽车主动安全性的重要评价指标。 3．时域响应与频域响应表征汽车的操纵稳定性能。 4.转向盘输入有两种形式：角位移输入和力矩输入。 5.外界干扰输入主要指侧向风和路面不平产生的侧向力。 6.操纵稳定性包含的内容：1）转向盘角阶跃输入下的响应；2）横摆角速度频率响应特性；3）转向盘中间位置操纵稳定性；4）转向半径； 5）转向轻便性；6）直线行驶性能；7）典型行驶工况性能；8）极限行驶能力（安全行驶的极限性能） 7.转向半径：评价汽车机动灵活性的物理量。 8.转向轻便性：评价转动转向盘轻便程度的特性。 9.时域响应：路面不平敏感性和侧向风敏感性。 10.汽车是由若干部件组成的一个物理系统。它是具有惯性、弹性、阻尼的等多动力学的特点，所以它是一个多自由度动力学系统。 11.车辆坐标系：x轴平行于地面指向前方（前进速度），y轴指向驾驶员的左侧（俯仰角速度），z轴通过质心指向上方（横摆角速度） 12.汽车时域响应可分为不随时间变化的稳态响应和随时间变化的瞬态响应。 13.汽车转向特性的分为:不足转向、中性转向、过多转向。