鐵道車輛乘坐舒適性數(shù)學(xué)模型及其試驗(yàn)驗(yàn)證new

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1、12國(guó)外鐵道車輛第46卷第2期2009年3月文章編號(hào)：1002—7610(2009)02—0012—08鐵道車輛乘坐舒適性數(shù)學(xué)01-型及其試驗(yàn)驗(yàn)證GIORGIODIANA，等(意)摘要：建立一個(gè)比較復(fù)雜的鐵道車輛數(shù)學(xué)模型，能夠比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)車輛在O～5OHz范圍內(nèi)的動(dòng)力學(xué)性能，尤其適用于乘坐舒適性的研究。利用該模型對(duì)車輛在不平順軌道上的動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行了時(shí)域仿真，并用線路試驗(yàn)結(jié)果對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。最后，利用該模型對(duì)影響車輛乘坐舒適性的幾個(gè)重要參數(shù)進(jìn)行了靈敏度分析。關(guān)鍵詞：鐵道車輛；乘坐舒適性；數(shù)學(xué)模型中圖分類號(hào)：U270．11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：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，進(jìn)行了相關(guān)譜分析。最后詳細(xì)分析1概述了車輛運(yùn)行速度和由于車體柔性引起的局部變形對(duì)車傳統(tǒng)的車輛動(dòng)力學(xué)模型中，車體常被簡(jiǎn)化成剛體。輛動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響。根據(jù)這種簡(jiǎn)化模型，由于車體的點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng)，乘坐舒適性2試驗(yàn)結(jié)果的初步分析最差的地方應(yīng)該位于車體端部，而事實(shí)往往并非如此，車輛中部的舒適性有時(shí)比車輛端部還要差，這主要是圖1是試驗(yàn)的布點(diǎn)情況及各測(cè)點(diǎn)的加速度時(shí)間歷由于車體的彈性振動(dòng)引起的。因此，在進(jìn)行車輛乘坐程。試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)列車在中等條件的直線線路上舒適性建模時(shí)，考慮車體彈性是很有必要的。以22

5、0km／h的速度行駛。在車體地板上布置5個(gè)加本文在文獻(xiàn)[1～4]的基礎(chǔ)上，利用模態(tài)疊加法將速度傳感器，以測(cè)試車體不同部位的加速度響應(yīng)[5’引。車體和轉(zhuǎn)向架彈性引入到車輛建模中。車體和轉(zhuǎn)向架其中，測(cè)點(diǎn)C位于車輛地板的中央，測(cè)點(diǎn)A和E靠近的模態(tài)參數(shù)和模態(tài)振型可以通過2種方法獲得，一種車體的兩端，而測(cè)點(diǎn)B和D分別在距離車輛兩端大約是通過試驗(yàn)測(cè)試得出，另一種是利用車體和轉(zhuǎn)向架的車長(zhǎng)處。對(duì)各測(cè)點(diǎn)加速度信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，有限元模型，通過模態(tài)分析，計(jì)算出各自的模態(tài)參數(shù)和其截止頻率取2OHz。模態(tài)振型。分析圖1可知：文中對(duì)所建模型和所采用的評(píng)價(jià)車輛振動(dòng)模態(tài)的(1)車體中央(C)和車體前端(A)都是加速度

6、較方法進(jìn)行了詳細(xì)的論述。此外，介紹了在車輛動(dòng)態(tài)性大的區(qū)域，這意味著在進(jìn)行舒適性評(píng)估時(shí)，車體中央與能仿真分析中取得的一些有意義的結(jié)果，并且利用線車體端部同等重要。路試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，還探討了車內(nèi)加(2)沿車體地板面縱向中心線方向，不同位置的收稿日期：2008—08—15加速度響應(yīng)諧波分量不同，特別是C點(diǎn)的加速度，明鐵道車輛乘坐舒適性數(shù)學(xué)模型及其試驗(yàn)驗(yàn)證GIORG10DIANA，等(意)13顯存在7Hz左右的諧波分量，而在其他點(diǎn)并不明顯，最新版本的程序在現(xiàn)階段還僅局限于模擬車輛在這主要是由車體的局部振動(dòng)模態(tài)造成的。直線上的運(yùn)動(dòng)。本文主要研究軌道不平順對(duì)車輛乘坐(3)試驗(yàn)結(jié)果表明，各測(cè)

7、點(diǎn)處都存在超過6Hz的舒適性的影響，重點(diǎn)關(guān)注車體柔性模態(tài)是否會(huì)因共振諧波分量，因此，用剛體模型研究車輛的乘坐舒適性是被激起。因此，最新版本的程序是可以滿足使用要求不合適的，必須考慮車體和轉(zhuǎn)向架的柔性。的。模型中用車體、構(gòu)架和輪對(duì)的模態(tài)坐標(biāo)來描述車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這些坐標(biāo)是相互獨(dú)立的，車體彈性振動(dòng)的模態(tài)參數(shù)和振型可以通過有限元法計(jì)算獲得，也可．I【．-Lr—rr0÷l!【立用：矗肌螋蜥以通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)直接辨識(shí)出來(