寇麗君
(吉林鐵道職業(yè)技術學院,吉林 吉林 132200)
車輛動力學的相關問題,主要是由振動引起的,研究車輛動力學問題主要采用振動分析方法。要解決振動問題需要同時展開理論分析及實驗研究工作。由于計算多體動力學的進步和計算機軟硬件技術的發(fā)展,可以通過并行工程仿真技術,建立詳細的車輛動力學計算模型,考慮各種復雜的邊界條件,有效的進行車輛動力學性能分析,預測其運行安全性。
車輛動力學軟件計算分析的目的如下:
(1)建立車輛動力學計算模型化的概念,掌握動力學方程建立的基本方法。
(2)了解車輛各個部分的位移及各部分的作用力。
(3)建立車輛直線運行的平穩(wěn)性及舒適度。
(4)確定曲線通過的安全性。
列車在運行過程中產生的振動是產生乘坐不舒適的重要來源。人在振動環(huán)境中不僅會產生疲勞,還會發(fā)生內部器官及全身組織與外界振動或諧振的可能,因此,對車輛平穩(wěn)性進行評定具有重要意義。
當高速列車運行時,由于線路等原因,車輛會產生顛簸,影響乘客舒適度甚至乘務人員正常工作。我們用Sperling指標來評價乘客和乘務人員乘坐的舒適度。Sperling指標不是理論數據,而是根據大量列車運行時的實驗數據來測定平穩(wěn)性指標。平穩(wěn)性指標(W)包括運行品質評價和舒適度評價。
式中a表示振動加速度(cm/s2)、f表示振動頻率(Hz)、H(f)表示與振動有關的修正系數
在常用的頻率范圍內,垂向和橫向的F(f)是不同的,如表所示。由車輛平穩(wěn)性指標評定的平穩(wěn)性等級如表1所示
表1 頻率加權系數
表2 軌道車輛橫向振動加速度及平穩(wěn)性指標
表3 軌道車輛垂向振動加速度及平穩(wěn)性指標
由表2和表3可以獲知,該車輛以90km/h速度運行時軌道車輛中心橫向的最大加速度為0.07,垂向加速度的最大值也為0.07,橫向平穩(wěn)性最大值為1.46,垂向平穩(wěn)性最大值為1.53,均小于2.5,故運行等級為優(yōu)。而速度達到144km/h ,162km/h時,橫向平穩(wěn)性指標分別為2.56和2.90,平穩(wěn)性等級依次為良好和合格。速度達到180km/h,其橫向平穩(wěn)性指標最大值達到了3.30,平穩(wěn)性等級評定為不合格。依照平穩(wěn)性指標的評定,該車輛的運行速度應低于162km/h。