铁道车辆系统动力学

2.2 平稳性评定标准
五、客车在曲线上舒适性及其指标：
（二）曲线限速及提速措施： 摆式列车
Vh
h hd ht R
11.8
km/h
2.2 平稳性评定标准
五、客车在曲线上舒适性及其指标： （三）车辆通过缓和曲线时的舒适度标准： 我国铁路铁路设计标准规定：
（1）一般线路： V
max
2.2 平稳性评定标准
五、客车在曲线上舒适性及其指标：
（二）曲线限速及提速措施：
SV 2 hd h Vh gR 3.6
h hd gR
S 1500
m/s 2 km/h
h hd 9.81 R
Vh 曲线限速，km/h； h, hd 实设超高、欠超高，mm； R 曲线半径，m。
ls 9h ls 7h
（2）困难地段： Vmax
2.2 平稳性评定标准
七、动荷系数：
前苏联采用
Pld al K ld Pst g
Pvd av Kvd Pst g
fd Kvd f st
2.2 平稳性评定标准
六、ISO疲劳时间：
垂向振动
水平方向振动
工效下降时间、振动加速度、频率之间的关系； 飞机和汽车驾驶员：2Hz以下横向振动、4~8Hz垂向振动最敏感
NMV 6
a a a
2 Wd px95 2 Wd py 95
2 Wb pz 95
a ——加速度均方根
2.2 平稳性评定标准
二、舒适性(Nmv)指标：
• 舒适性的等级 NMV<1 1<NMV<2 2<NMV<4 4<NMV<5 5<NMV 最佳舒适性 良好舒适性 中等舒适性 不好舒适性 极差舒适性
第二章 铁道车辆动力学性能
第一节 铁道车辆动力学性能概述 第二节 车辆运行平稳性 第三节 车辆运行稳定性（安全性） 第四节 转向架主要部件的动强度
第五节 车辆蛇行运行稳定性
2.1 铁道车辆动力学性能概述
1. 车辆运行平稳性
（一）客车：旅客乘坐的舒适性 评价指标：平稳性指标、平均最大振动加速度、疲劳时间、 在曲线上舒适性、等舒适度曲线、动荷系数等指标
2.1 铁道车辆动力学性能概述
3. 转向架主要部件的动强度
转向架的摇枕、构架（侧架）
动力系数 疲劳破坏
2.1 铁道车辆动力学性能概述
4. 相关标准
[1] GB T 5599-1985 铁道车辆动力学性能评定和试
验鉴定规范； [2] 200 km/h及以上动车组动力学性能试验鉴定方法 及评定标准。 [3] TB T 2542-2000 铁路机车车辆振动试验方法 （JIS E4031-1994）； [4] TB T3058-2002 铁路应用 机车车辆设备冲击和 振动试验(IEC 61373:1999)； IEC国际电工委员会；JIS 日本工业标准；
舒适性和平稳性指标的差异 1. 测量点和测量的加速度不同； 2. 计算方法不同； 3. 评价方法(有无纵向)和等级不同；
2.2 平稳性评定标准
三、 最大加速度：
GB5599-85规定： 货车车体： 横向最大振动加速度<0.5g； 垂向最大振动加速度<0.7g。 我国规定用最大加速度来确定货车的限制速度。在 100km的试验区段内，按规定标准测定货车通过直道、弯 道、车站侧线时的最大振动加速度，在货车限制速度范围 内超限加速度不应大于3个。若超限加速度大于3个，则应 重新规定试验货车的限制速度。
amax ≤ 0.00027 V Cp
当用平均最大加速度评定速度 稳性等级时，采用下列公式：
横向振动：
单位： cm/s
2
V ≤100km/h的货车平
amax ≤ 0.00135 V Cf 垂向振动： amax ≤ 0.00215 V Cf
2.2 平稳性评定标准
四、平均最大加速度：
运行平稳 性等级 优 0.025
2.2 安全性评定标准
车辆运行安全性只有在轮轨处于正常接触状态时才能
得到保证。由于车辆在线路上运行时受到各种力的作用，
在最不利的组合情况下，可能破坏车辆正常运行的条件， 使轮轨分离，从而造成车辆脱轨或倾覆事故，这就称为车
辆失去运行安全性。
本节就是研究车辆安全运行的条件及其评定指标，分 析其影响因素，提出改善的措施，以确保车辆运行安全。
2.2 平稳性评定标准
平稳性主要是指客车上旅客的乘坐舒适度、货
车上装运货物的完整性。主要的评价参数是车体上规 定位置的各方向的振动加速度，将其统计处理后得 到评价指标值。 各国都有自己的评价体系，例如我国的GB559985；UIC513；ISO2613；日本、英国等各国的评价标 准。 我国现在采用改变了的Sperling指标，在高速车 和出口车辆平稳性计算中还采用Wz值(Sperling指标)、 Nmv值(舒适度指标)。
2
2.2 平稳性评定标准
五、客车在曲线上舒适性及其指标：
（一）未平衡的离心加速度及其标准：
我国铁路用限制欠超高的形式来保证列车 通过曲线 时的安全性和旅客舒适。规定：
（1）等级较高的线路上，客车欠超高小于70mm； （2）一般线路上，欠超高小于90mm； （3）既有线上提速，某些线路的欠超高小于110mm。
2.2 安全性评定标准
一、车辆抗倾覆稳定性及其评估标准：
车辆在运行时受到各种横向力的作用，如风力、离心力、
线路超高引起的重力横向分量以及横向振动惯性力等，从而 造成车辆的一侧车轮减载，另一侧车轮增载。如果各种横向 力载最不利组合作用下，车辆一侧车轮与钢轨之间的垂向力 减少到零，车辆有倾覆的危险。
2.2 安全性评定标准
一、车辆抗倾覆稳定性及其评估标准：
车辆倾覆的三种情况： 1、曲线外倾覆：车辆在曲线上运行时，由于受风力、离 心力和横向振动惯性力等的作用及其不利的组合时，使车辆 向曲线外侧倾覆。这种情况一般发生在高速运行时； 2、曲线内倾覆：当车辆缓慢地驶入曲线时，由于车体内 倾，同时受侧向力（风力、振动惯性力等）的作用下，使车 辆向曲线内侧倾覆； 3、直线倾覆：当车辆在直线上运行时，由于受极大的侧 向风力作用，或者再加上由于线路原因造成车辆严重的横向 振动致使车辆倾覆。
2.1 铁道车辆动力学性能概述
4. 相关标准
[4] UIC 518 铁路车辆动力学性能、行车安全性、轨 道疲劳和运行品质的试验及验收； [5] UIC513 铁道车辆旅客振动舒适性评定指南; [6] AAR M-1001 新造货车运用性能的试验和分析 ； [7] EN 14363 铁路应用— 铁路机车车辆运行特性验 收试验— 运行特性试验和静态试验 UIC国际铁路联盟；AAR 美国铁路协会。
2.2 平稳性评定标准
一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：
地板面上布置测点
1m
后转向架中心
前进方向
前转向架中心
GB5599-85 客车测点
2.2 平稳性评定标准
一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：
<1m
底架中梁下盖板上布测点
后转向架中心
前进方向
前转向架中心
GB5599-85 货车测点
2.2 安全性评定标准
一、车辆抗倾覆稳定性及其评估标准：
（一）倾覆系数及评估标准：
倾覆系数：D
Pd P2 ' P 1' Pst P2 ' P 1'
GB 5599-85规定“试验鉴定车辆的倾覆系数应满足下列要求：
Cp
垂向振动 横向振动 0.010 0.06
Cf
垂向振动 横向振动 0.08
良好
合格
0.030
0.035
0.018
0.025
0.11
0.16
0.13
0.18
2.2 平稳性评定标准
五、客车在曲线上舒适性及其指标：
（一）未平S hd h gR
h—外轨超高，mm； S—两钢轨顶面中心距，1500mm； V—车辆运行速度，m/s； g—重力加速度，9.81m/s-2; R—曲线半径，m hd—欠超高，mm 注意单位
z z0 sin t
z0 2f
2
2 Ed Mc
2.2 平稳性评定标准
一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：
将反映冲动和反映振动动能两项的乘积作为衡量标准来 评定车辆运行品质
z0 2f z0 2f 2f z0
3 2 5
10
3
3 a 5 3 3 5 W 10 2f z0 F f 2.7 z0 f F f 0.896 F f f
2.2 平稳性评定标准
一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：
Sperling等人提出影响车辆平稳性的两个重要因素： （1）位移对时间的三次导数：加速度变化率
z a
max z0 2f z
3
z 在一定意义上代表力的变化率 ， F ma
F的增减变化引起冲动的感觉。 （2）振动时动能的大小： 1 1 1 2 2 M c z0 M c z0 2f 2 Ed Mcz 2 2 2
10
a z0 z0 2f
2
2
加速度幅值，cm/s-2
F f
根据人体对振动疲劳感受不同，由实验获得的频 率修正函数
2.2 平稳性评定标准
一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：
f
垂 向 振 动
横 向 振 动
F f
0.5-5.9 5.9-20 >20
0.325f 2 400 / f 1 0.8 f 2 650 / f 1
2.5 2.4 2.3 2.2 2.1