高速動車組舒適性仿真與分析研究.pdf

1、本文基于高速動車組單領(lǐng)域動力學(xué)仿真任務(wù)提出的綜合舒適性要求，重點研究時速在200km以上的高速列車在運行中影響人體乘坐舒適性的主要因素，特殊考慮到高速動車組的運行線路即客運專線在軌道不平順方面的可能表現(xiàn)。綜合舒適性是我國高速車輛動力學(xué)研究的重要課題之一。首先，專用線路建設(shè)投資龐大，其最終投資效益主要表現(xiàn)為高速不平順軌道譜，這是高速車輛懸掛設(shè)計的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其次，車間作用是指動車組相鄰車輛之間的縱向作用，體現(xiàn)了在氣液車鉤緩沖器作用下車體

2、縱向加速度響應(yīng)，進(jìn)而Nvm評價得以采用。因此，軌道不平順、懸掛系統(tǒng)特性和車間作用是影響高速車輛舒適性的三個重要因素。 本文以CRH5作為研究對象，根據(jù)隨機(jī)振動理論，將轉(zhuǎn)向架懸掛系統(tǒng)掛簡化為單輪對兩系懸掛模型，分析節(jié)流孔直徑、阻尼作用和簧上質(zhì)量等對空簧裝車特性的影響，并將參數(shù)仿真結(jié)果與ALSTOM的實驗臺數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，以確定垂向懸掛主要參數(shù)。建立DellNer氣液車鉤緩沖器模型，考慮其工作特性和滯回特性曲線，構(gòu)建一個變剛度變阻尼的

3、縱向懸掛系統(tǒng)，從而反映編組列車各個車體之間的的作用，將列車縱向振動對人體舒適性的影響加以考慮。軌道不平順是造成車體振動和影響人體舒適性的主要因素，本文利用德國高速軌道高、低干擾譜和小缺陷譜對列車在不同工況下的激擾進(jìn)行舒適性評價。經(jīng)過對三種譜的空間頻率特點和舒適性評價結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，小缺陷譜的特點是低頻激擾能量較高，有效控制了敏感波段激擾水平，這比較符合客運專線的線路養(yǎng)護(hù)實際情況，更好地反映了長波激擾對車體以及人體的影響。 舒適性

4、分析的仿真結(jié)果與ALSTOM仿真結(jié)果數(shù)值規(guī)律一致，并符合實際規(guī)律，具有可比性。具體而言，Wz的Y向值都比較接近，而Z向值較較ALSTOM要樂觀很多。主要原因是在分析中ALSTOM直接采用二系懸掛的等效剛度，而實際上，空簧懸掛特性反映了動態(tài)剛度隨激擾頻率非線性變化，而空簧等效簡化模型恰恰忽略之。通過以上分析比較可以得出如下結(jié)論：①由于懸掛特性具有試驗臺數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，并以遲滯回線形式考慮了車間作用，因而本文所建立的車組模型可以作為CRH5舒適性