铁道车辆乘坐舒适性数学模型及其试验验证new

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1、12国外铁道车辆第46卷第2期2009年3月文章编号：1002—7610(2009)02—0012—08铁道车辆乘坐舒适性数学01-型及其试验验证GIORGIODIANA，等(意)摘要：建立一个比较复杂的铁道车辆数学模型，能够比较准确地预测车辆在O～5OHz范围内的动力学性能，尤其适用于乘坐舒适性的研究。利用该模型对车辆在不平顺轨道上的动力学性能进行了时域仿真，并用线路试验结果对仿真结果进行了验证。最后，利用该模型对影响车辆乘坐舒适性的几个重要参数进行了灵敏度分析。关键词：铁道车辆；乘坐舒适性；数学模型中图分类号：U270．11文献标识码：BTheNumericalModelf0rRideC

2、omfortofRollingStockandItsTestVerificationGIORGIODIANA，eta1．(Italy)Abstract：Thispaperdealswiththedescriptionoftheadoptedapproachtosetupacomplexnumericalmodeloftherailwayvehicle，suitableforreproducingitsdynamicbehaviourinthe0～50Hzfrequencyrange，especiallywithrespecttotheridecomfortproblem．Theimpleme

3、ntedmodelisusedtosimulateintimedomainthedynamicbehaviourofavehiclerunningonirregulartrack．Numericalresultsarevalidatedbymeansofcomparisonwithexperimentaldataofon—linetests．Finally，theanalyticalmodelisusedtoperformasensitivityanalysis，inordertopointouttheparametersthatmostsignificantlyaffectcomfort．

4、Keywords：rollingstock；ridecomfort；numericalmodel速度的均方根值，进行了相关谱分析。最后详细分析1概述了车辆运行速度和由于车体柔性引起的局部变形对车传统的车辆动力学模型中，车体常被简化成刚体。辆动态响应的影响。根据这种简化模型，由于车体的点头运动，乘坐舒适性2试验结果的初步分析最差的地方应该位于车体端部，而事实往往并非如此，车辆中部的舒适性有时比车辆端部还要差，这主要是图1是试验的布点情况及各测点的加速度时间历由于车体的弹性振动引起的。因此，在进行车辆乘坐程。试验过程中，试验列车在中等条件的直线线路上舒适性建模时，考虑车体弹性是很有必要的。以22

5、0km／h的速度行驶。在车体地板上布置5个加本文在文献[1～4]的基础上，利用模态叠加法将速度传感器，以测试车体不同部位的加速度响应[5’引。车体和转向架弹性引入到车辆建模中。车体和转向架其中，测点C位于车辆地板的中央，测点A和E靠近的模态参数和模态振型可以通过2种方法获得，一种车体的两端，而测点B和D分别在距离车辆两端大约是通过试验测试得出，另一种是利用车体和转向架的车长处。对各测点加速度信号进行低通滤波处理，有限元模型，通过模态分析，计算出各自的模态参数和其截止频率取2OHz。模态振型。分析图1可知：文中对所建模型和所采用的评价车辆振动模态的(1)车体中央(C)和车体前端(A)都是加速度

6、较方法进行了详细的论述。此外，介绍了在车辆动态性大的区域，这意味着在进行舒适性评估时，车体中央与能仿真分析中取得的一些有意义的结果，并且利用线车体端部同等重要。路试验数据对仿真结果进行了验证，还探讨了车内加(2)沿车体地板面纵向中心线方向，不同位置的收稿日期：2008—08—15加速度响应谐波分量不同，特别是C点的加速度，明铁道车辆乘坐舒适性数学模型及其试验验证GIORG10DIANA，等(意)13显存在7Hz左右的谐波分量，而在其他点并不明显，最新版本的程序在现阶段还仅局限于模拟车辆在这主要是由车体的局部振动模态造成的。直线上的运动。本文主要研究轨道不平顺对车辆乘坐(3)试验结果表明，各测

7、点处都存在超过6Hz的舒适性的影响，重点关注车体柔性模态是否会因共振谐波分量，因此，用刚体模型研究车辆的乘坐舒适性是被激起。因此，最新版本的程序是可以满足使用要求不合适的，必须考虑车体和转向架的柔性。的。模型中用车体、构架和轮对的模态坐标来描述车辆的运动状态，这些坐标是相互独立的，车体弹性振动的模态参数和振型可以通过有限元法计算获得，也可．I【．-Lr—rr0÷l!【立用：矗肌螋蜥以通过试验数据直接辨识出来(