轨道不平顺激励下车桥耦合系统的车辆平稳性研究.pdf

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1、第50卷第12期V01．50No．12农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2012年12月[)ecember2012doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2012．12．006轨道不平顺激励下车桥耦合系统的车辆平稳性研究何英萍，朱忠奎，鞠华，邱哲峰(215137江苏省苏州市苏州大学城市轨道交通学院)[摘要】为了提高车辆的运行平稳性。基于车辆一轨道耦合动力学建立高速列车一无碴轨道—桥梁耦合系统的垂向动力学模型。运用D’Alembert原理和

2、模态综合法，导出高速列车一无碴轨道—桥梁耦合系统的二阶常微分方程组，采用Newnmrk—B数值方法对系统运动方程组进行求解。以谐波型激扰模型来模拟／斟t道JL何不平顺，研究了轨道不平顺的波长和波深对车辆平稳性的影响。结果表明：长波不平顺对Sperling指标影响较大．即对列车运行平稳巨影响较大，存在最不利波长。[关键词】轨道不平顺；车辆平稳性；车辆—轨道耦舍动力学[中圈分类号】U463；$229【文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2012)12-0017-06Smdkson1kVehideRunningSt

3、abilityofVehicle--bridgeCoupledSystemll／ldertlmIrregularityofTrackHEYing-ping，ZHUZhong-kui，juHua，QIUZhe-feng(SchoolofUrbanRailTransportation，SoochowUniversity，SuzhouCity，JiangsuProvince215137，China)【Abslrm-t】Inordertoimprovethevehiclerunningstability，averticalco

4、upleddynamicmodelofhig}I-speedtrain-ballastlesstrack-bridgesystemwasestablishedbasedonthetheoryofvehicle-trackcouplingdynamic．UsingD'Alembertprincipleandmedalsynthesismethod，thesecondorderordinarydifferentialequationsofhigh--speedtrain-ballastlesstrack-bridgesys

5、temwasderived．Vibrationresponsesofthewholesystemwereobtainedbyusingthenumericalmethod．Theinfluenceofwavelengthandwave却thonrunningstabilityisstudiedbytheharmonicmodal．Theresultsshowthat，thelongwaveirregularityhassignificantinfluenceonSpedingvalue，andthereexiststh

6、emostdetrimentalwavelength．[Keywords]trackirregularity；thevehiclerunningstability；vehicle—trackcouplingdynamic0引言当今我国铁路全面提速，高速车辆与桥上轨道结构之间的动态相互作用日益加剧．车轨之间的反复作用必将导致轨道结构疲劳破坏更突出．从而使得高速车辆平稳性不断降低。而轨道不平顺是影响轮轨动态作用力和车辆平稳性的主要因素之一．轨面不平顺会激起车辆振动，会使车辆运行不平稳，使乘坐者感到不舒适，因此，研究轨道不平

7、顺对高速车辆平稳性的影响具有一定必要性。国内外学者对轨道不平顺问题进行了许多研究工作[卜4]，并取得了一定的成果。练松良等人研究了客货共线的轨道不平顺的不利波长[5

8、。林玉森等人研究了轨道不平顺激励下高速铁路桥上列车的动力响应[刮。但是之前多对线路上的轨道不平顺进行研究。而轨道不平顺对车辆平稳性的研究较少。在此建立了高速列车一无碴轨道一桥梁系统的垂向耦合动力学模型[71，采用数值方法得收稿日期：2012一11-07惨回日期：2012—11-09基金项目：江苏省自然科学基金资助项目(BK2010225)到系统的振动响应，

9、并根据Sperling平稳性指数法，把Sperling指标作为评定车辆运行平稳性的依据。通过改变轨道不平顺对系统振动响应的影响因素。研究轨道不平顺对高速车辆平稳性的影响。1高速列车司云碴轨道—桥梁耦合系统模型重点研究垂向振动特征及其影响因素．故采用高速列车一无碴轨道一桥梁耦合系统的垂向动力分析模型，由车辆系统模型和轨道系统模型按一