车辆工程2.pdf

第九章车辆系统稳定性 1 车辆系统动力学任尊松北京交通大学 2 第九章车辆运动稳定性第一节蛇行运动与自激振动第二节车辆系统临界速度计算方法第三节提高车辆系统稳定性方法第四节提高车辆系统平稳性方法第九章车辆系统稳定性 3 第一节蛇行运动与自激振动蛇行运动: ?具有一定形状踏面的铁道车辆轮对,沿着平直钢轨滚动时会产生一种振幅有增大趋势的特有运动——轮对一面横向移动、一面又绕通过其质心的铅垂轴转动,这两种运动的耦合,称为轮对的蛇行运动。?转向架蛇行运动(二次蛇行) ?车体蛇行运动(一次蛇行) 第九章车辆系统稳定性 4 轮对蛇行运动第九章车辆系统稳定性 5 -4 -2 0 2 4y/mm 1稳定状态——振动收敛第九章车辆系统稳定性 6 2失稳状态——振动发散 0246 -6 -3 0 3 6y/mmTime/s 第九章车辆系统稳定性 7 -6 -3 0 3 6y/mm 3临界状态——振动发散第九章车辆系统稳定性 8 ?车辆沿直线轨道运动时,一直存在着蛇行运动。?由于车辆走行部分的状态及线路的横向不平顺所引起的随机激扰,使车辆不断地产生蛇行运动,同时又由于轮轨间存在蠕滑及车辆结构中的各种阻尼,又使这种运动的振幅不断地衰减, 故这时候的运动是稳定的。?只有当车辆的运动速度超过其临界速度,蠕滑及各种阻尼所产生的作用不足以衰减不断增长的振幅时,车辆才开始失稳,于是就出现了不稳定的蛇行运动。蛇行运动稳定性第九章车辆系统稳定性 9 ?高速车辆的蛇行运动失稳后,不仅会使车辆的运行性能恶化,旅客的舒适度下降, 作用在车辆各零部件上的动载荷增大,并且将使轮对严重地打击钢轨,损伤车辆及线路,甚至会造成脱轨事故。所以,蛇行运动是机车车辆以及动车组实现高速运行的一大障碍。第九章车辆系统稳定性 10 ?结构系统受到自身控制的激励作用时所引起的振动(并非由周期性外力所引起的振动); ?在自激振动中,维持运动的交变力是由运动本身所产生或控制的,当运动停止时此交变力也随之消失。?电子管振荡器、电磁断续器、各种管乐器、钟表、心脏等都是自激振动系统; ?在车床上加工金属材料,有时会产生振动,这也是一种自激振动现象。这种现象会使加工面变成波浪形,车刀的磨损也增大,影响切削速度的提高。自激振动第九章车辆系统稳定性