....

鐵道車輛平穩性分析

車輛平穩性評價指標

1.1 sperling平穩性指標

歐洲鐵路聯盟以及前社會主義國家鐵路合作組織均采用平穩性指數來評定車輛的運行

品質。等人在大量單一頻率振動的實驗基礎上提出影響車輛平穩性的兩個重要因素。其中一

個重要因素是位移對時間的三次導數,亦即(加速度變化率) 。若上式兩邊均乘以車體質

量 ,并將之積改寫為，則。由此可見 ,在一定意義上代表力F 的變化率的增減變化引起沖

動的感覺。

如果車體的簡諧振動為,則，其幅值為：

( 1)

影響平穩性指數的另一個因素是振動時的動能大小,車體振動時的最大動能為：

( 2)

所以：

( 3)

sperling在確定平穩性指數時,把反映沖動的和反映振動動能的乘積

作為衡量標準來評定車輛運行平穩性。

車輛運行平穩性指數的經驗公式為：

( 4)

式中——振幅 (cm )；

f— —振動頻率 (Hz)；

a ——加速度,其值為：；

——與振動頻率有關的加權系數。

對于垂向振動和橫向振動是不同的，具體情況見表1 。

表 1

振動頻率與加權系數關系

對于垂向振動的加權系數

對于橫向振動的加權系

f 的取值范圍 ( Hz)

公式

f 的取值范圍 (Hz)

公式

0.5~5.9

0.5~5.5

5.9~20

5.4~2.6

大于 20

1

大于 26

1

以上的平穩性指數只適用一種頻率一個振幅的單一振動,但實際上車輛在線路上運行時

的振動是隨機的,即振動頻率和振幅都是隨時間變化的。因此在整理車輛平穩性指數時,通常

把實測的車輛振動加速度按頻率分解,進行頻譜分析, 求出每段頻率范圍的振幅值,然后對每

一頻段計算各自的平穩性指數,然后再求出全部頻率段總的平穩性指數：

( 5)

專注 專業

Sperling

平穩性指標等級一般分為

5 級， sperling

乘坐舒適度指標一般分為

4 級。但

在兩級之間可按要求進一步細化。根據

W 值來評定平穩性等級表見表

2

表2 車輛運行平穩性及舒適度指標與等級

W 值

運行品質

W 值

乘坐舒適度(對振動的感覺)

1

很好

1

剛能感覺

2

好

2

明顯感覺

3

滿意

2.5

更明顯但無不快

4

可以運行

3

強烈，不正常，但還能忍受

3.25

很不正常

4.5

運行不合格

極不正常， 可厭，煩惱，不能長時忍

3.5

受

5

危險

4

極可厭，長時忍受有害

我國也主要用平穩性指標來評定車輛運行性能，但對等級做了簡化，見表

3。

表 3

車輛運行平穩性指標與等級

平穩性等級

評定

平穩性指標

客車

機車

貨車

1

優

<2.5

<2.75

<3.5

2

良好

2.5~2.75

2.75~3.10

3.5~4.0

3

合格

2.75~3.0

3.10~3.45

4.0~4.25

對 sperling 評價方法的分析：

1.該評價方法僅按照某一個方向的平穩性指標等級來判斷車輛的性能是不全面的,需要

同時考慮垂向與橫向振動對人體的生理及心理的相互影響,因為有時根據垂向振動確定的平

穩性指標等級與根據橫向振動確定的平穩性指標等級存在較大的差異。

2.該評價方法不夠靈敏。由于人體對不同振動頻率的反應不同,當對應某一頻率范圍的

平穩性指標值很大值大于, 在該窄帶中的振動已超出了人體能夠承受的限度, 但在其它頻帶

中值都很小,由于該方向總的平穩性指標是不同振動頻率的平穩性指標求和, 因而可能該方

向總的砰值并不大,從而認為該車輛的平穩性能符合要求是不正確的。

1.2ISO2631 標準

1.2.1 ISO2631

標準概述

ISO2631 是有關人體承受振動評價的國際標準,它是由 ISO/TC108 ，即國際標準化組織

機械振動與沖擊標準化技術委員會的SC4 一一人體承受的機械振動與沖擊技術委員會指定

的權威性標準 , 得到世界的公認。

首次頒布工標準,該標準的目的是量化人體受到從固體表面傳到人體過程中主要頻率范

圍在一振動暴露極限值。應用于預測在特定頻率范圍內隨機或非周期振動信號的頻譜,自從

此標準頒布以來經歷了幾次的修改。這些極限標準的制定是根據三條普遍公認的認知準則

而來的保持舒適性、工作效率和安全或健康,三個標準分別依據三條準則定義為“減少

舒適性界限” “疲勞降低工效界限”和“暴露極限”。其具體是在1~80Hz 頻率范圍內定義了

三條區域界限(ISO 2631/1 ) .

1. 疲勞降低效率界限:這個界限確定了人體暴露于振動的時間極限,如果超過該極限

們的工作就視為進行一項危險的損害工作效率的工作, 特別是那些受時間影響較大的工作

如車輛駕駛員等。

2.暴露時間極限 : 這個極限值與人體的健康和安全保護有關,在沒有特別理由和事

總結

以上是生活随笔為你收集整理的matlab语言 列车平稳性指标,铁道车辆平稳性分析报告.docx的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。