《铁道车辆工程》教学课件PPT
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第六章 铁道车辆的运行性能 1.1.引起车辆振动的原因引起车辆振动的原因 2.2.轮对簧上质量系统的振动轮对簧上质量系统的振动 3.3.车辆系统的振动车辆系统的振动 4.4.轮轨蠕滑与轮对蛇行运动轮轨蠕滑与轮对蛇行运动5.5.车辆运行品质及其评估标准车辆运行品质及其评估标准 6.6.车辆运行安全性及其评估标准车辆运行安全性及其评估标准 7.7.车辆动力学计算机仿真简介车辆动力学计算机仿真简介 8.8.车辆动力学性能试验车辆动力学性能试验 9.9.列车运行时的空气流列车运行时的空气流 第六章 铁道车辆的运行性能 铁道车辆铁道车辆：车体车体转向架转向架转向架转向架第六章 铁道车辆的运行性能 铁道车辆：铁道车辆：运载工具运载工具一般由一个车体和两个转向架组成一般由一个车体和两个转向架组成 运输对象运输对象旅客（客车），货物（货车）旅客（客车），货物（货车）工作过程工作过程通过专用的线路（铁路），将旅客、货物在通过专用的线路（铁路），将旅客、货物在一定时间内安全、完好地运往目的地，因此其工作过程一定时间内安全、完好地运往目的地，因此其工作过程是一个动态过程。在运输中，车辆将受到来自线路和车是一个动态过程。在运输中，车辆将受到来自线路和车辆本身等多种因素的作用，车辆将产生振动。辆本身等多种因素的作用，车辆将产生振动。第六章 铁道车辆的运行性能 基本保障：稳定性、安全性追求目标：舒适性第一节第一节 引起车辆振动的原因引起车辆振动的原因第一节第一节 引起车辆振动的原因引起车辆振动的原因一、与轨道有关的激振因素一、与轨道有关的激振因素1.钢轨接头处的轮轨冲击钢轨接头处的轮轨冲击图图6-1 6-1 车轮通过钢轨接头车轮通过钢轨接头第一节第一节 引起车辆振动的原因引起车辆振动的原因一、与轨道有关的激振因素一、与轨道有关的激振因素2.轨道的垂向变形轨道的垂向变形 图图6-2 6-2 有缝线路的垂向变形有缝线路的垂向变形第一节第一节 引起车辆振动的原因引起车辆振动的原因一、与轨道有关的激振因素一、与轨道有关的激振因素3.轨道的局部不平顺（曲线、道岔、三角坑等）轨道的局部不平顺（曲线、道岔、三角坑等）4.轨道的随机不平顺轨道的随机不平顺 轨道名义尺寸与实际尺寸的偏差，称为轨道不平顺。通常常轨道名义尺寸与实际尺寸的偏差，称为轨道不平顺。通常常把轨道不平顺分为把轨道不平顺分为轨距、水平、高低和方向轨距、水平、高低和方向等四种不平顺。等四种不平顺。轨距不平顺轨距不平顺方向不平顺方向不平顺高低不平顺高低不平顺水平不平顺水平不平顺第一节第一节 引起车辆振动的原因引起车辆振动的原因（a)a)水平不平顺水平不平顺。是指轨道同一横截面下，左、右钢轨顶面的高是指轨道同一横截面下，左、右钢轨顶面的高差，使轮对产生侧滚激扰，引起车辆横向振动和侧滚振动并产生相差，使轮对产生侧滚激扰，引起车辆横向振动和侧滚振动并产生相应的轮轨作用力。应的轮轨作用力。（b）轨距不平顺。轨距不平顺。即为实际轨距与名义轨距的偏差。轨距不平顺改变即为实际轨距与名义轨距的偏差。轨距不平顺改变左右轮轨接触点的位置，引起轮对的上下移动，产生车辆的垂向振左右轮轨接触点的位置，引起轮对的上下移动，产生车辆的垂向振动和钢轨的横向振动以及轮轨相互作用力。动和钢轨的横向振动以及轮轨相互作用力。第一节第一节 引起车辆振动的原因引起车辆振动的原因（c)c)高低不平顺。高低不平顺。为轨道实际中心线与名义中心线垂向偏差，引起车为轨道实际中心线与名义中心线垂向偏差，引起车辆和轮对之间的垂向振动和轮轨之间的垂向作用力。辆和轮对之间的垂向振动和轮轨之间的垂向作用力。（d）方向不平顺方向不平顺。即实际轨道面中心线与名义中心线的横向偏移，其即实际轨道面中心线与名义中心线的横向偏移，其值为左右两钢轨横向偏差的平均值，引起车辆和轨道的横向振动及值为左右两钢轨横向偏差的平均值，引起车辆和轨道的横向振动及相应的轮轨作用力。相应的轮轨作用力。第一节第一节 引起车辆振动的原因引起车辆振动的原因二、与车辆结构有关的激振因素二、与车辆结构有关的激振因素1.车轮偏心车轮偏心2.车轮不均重车轮不均重第一节第一节 引起车辆振动的原因引起车辆振动的原因二、与车辆结构有关的激振因素二、与车辆结构有关的激振因素3.车轮踏面擦伤车轮踏面擦伤 图图6-4 6-4 车轮踏面擦伤车轮踏面擦伤第一节第一节 引起车辆振动的原因引起车辆振动的原因二、与车辆结构有关的激振因素二、与车辆结构有关的激振因素4.轮对的蛇行运动轮对的蛇行运动 第一节第一节 引起车辆振动的原因引起车辆振动的原因二、与车辆结构有关的激振因素二、与车辆结构有关的激振因素4.轮对的蛇行运动轮对的蛇行运动 假定：假定：轮对与转向架之间无任何刚性和弹性约束，轮对单独地在轨道上滚动；钢轨顶部呈刀刃状，而且是两根平行直线；轮对是两个对称圆锥体，轮对在轨道上运行时，轮轨之间无相对滑动；不计轮对上任何作用力和惯性力。第一节第一节 引起车辆振动的原因引起车辆振动的原因二、与车辆结构有关的激振因素二、与车辆结构有关的激振因素4.轮对的蛇行运动轮对的蛇行运动 轮对中心的运动轨迹呈现一条弯弯曲曲的曲线，称为自由轮对的运动学蛇行运动曲线。当车轮踏面为锥形时，只要轮对中心偏离轨道中心线，轮对就在横向产生正弦运动，这种运动称为自由轮对的蛇行运动。第一节第一节 引起车辆振动的原因引起车辆振动的原因二、与车辆结构有关的激振因素二、与车辆结构有关的激振因素4.轮对的蛇行运动轮对的蛇行运动若取x=Vt，并令 ，得：轮对蛇行运动的周期为：蛇行运动的波长为：
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