(完整版)车辆动力学练习题及参考答案

车辆动力学练习题

一、单项选择题

1．轨道车辆通常由（）、驱动部、走行部、制动部与连接部等组成。

A．车体B．转向架

C．轮对D．电动机

2． EDS型磁悬浮的悬浮高度一般为（）mm，因而对轨道精度和维护要求相对不高。

A．10 B．30

C．100 D．50

3. 铁道车辆的（）是指车辆每一根轮轴能够承受的允许静载。

A．轴重 B．额定载重 C．轮对重 D．车体重

4．车轮必须具有（），以引导车轮沿道岔形成的线路方向运行，并产生变道时所需的横向导向力。

A．轮缘 B．踏面

C．缓冲装置 D．车轴

5．铁路轨道可以分为（）轨道和曲线轨道。

A．缓和曲线B．坡度

C．直线 D．圆曲线

6．人对频率在（）Hz以下的横向振动最敏感。

A．1 B．2

C．5 D．10

7．轨道车辆的轮对由左右轮子和车轴固接组成，左右轮对滚动角速度一致，则称为（）轮对。

A．弹性 B．普通

C．刚性 D．磁悬浮

8．轮轨蠕滑是指具有弹性的钢质车轮在弹性的钢轨上以一定速度滚动时，在车轮与钢轨的（）间产生相对微小滑动。

A．上方B．下方C．侧面D．接触面

9．稳定性的含义包含静态平衡稳定性和（）稳定性两大类。

A．动态B．准静态

C．安全D．非平衡

10．目前国内外最常用的轨道不平顺数值模拟方法主要有（）、三角级数法和白噪声滤波法等。

A．二次滤波法 B．五次滤波法

C．四次滤波法D．三次滤波法

11．轨道交通车辆使用的轮胎一般是高压充气轮胎，轮胎内压力高达（）kPa。

A．200~300 B．400~500

C．600~700 D．800~900

12．创造了581km/h的世界轨道交通列车的最高速度记录的是（）超导磁浮。

A．中国 B．美国

C．日本 D．德国

13. 铁路轨道按轨枕使用材料可分为（）轨道和混凝土轨枕轨道

A．铁枕 B．木枕 C．铜枕 D．不锈钢

14. 轮胎式轨道车辆在采用轮胎导向时，转向架上的左右导向轮胎（ ）布置。

A ．横向

B ．纵向

C ．垂向

D ．斜向

15．我国（ ）有世界上第一条投入商业运营的磁悬浮轨道交通线。

A ．上海

B ．北京

C ．香港

D ．南京

16．车钩缓冲器具有弹性与阻尼性质，在很大程度上缓和冲击并吸收（ ）振动能量，对减小重载列车或

车组内纵向冲动有很大作用。

A ．横向

B ．纵向

C ．垂向

D ．斜向

17．我国铁路使用的钢轨其断面为（ ）形。

A ．S

B ．双头

C ．工字

D ．Y

18．Sperling 平稳性指标W 由公式103896.0f j W ?=表示，该公式用于轨道车辆运行（

）品质的评价。 A ．舒适性 B ．振动

C ．噪声

D ．平衡性

19．我国CRH 系列高速列车中,转向架上未设置抗侧滚扭杆装置是（ ）型列车。

A ．CRH1

B ．CRH2

C ．CRH3

D ．CRH4

20．我国高速动车组转向架轴箱悬挂系统中，轴箱弹簧均为（ ）

A ．塑料弹簧

B ．空气弹簧

C ．钢弹簧

D ．橡胶弹簧

21．轴箱悬挂装置主要由轴箱弹簧、（ ）减振器和定位装置组成

A ．纵向

B ．横向

C ．垂向 D. 抗蛇行

22．转向架一般由轮对和构架／侧架组成，轮对在钢轨上滚动，实现（ ）功能

A ．蠕滑

B ．载重

C ．侧滚

D ．走行

23. 下列不属于中央悬挂装置主要部件的是（ ）

A ．空气弹簧

B ．高度控制阀

C ．差压阀

D ．制动阀

24. 通常将轮轨间极限状态的最大切向力与垂向静载荷之比称作（ ）系数

A ．黏着

B ．摩擦

C ．脱轨

D ．阻尼

25．目前车轮踏面按外形可以归结为三种：圆柱形踏面、锥形踏面和（ ）踏面

A ．三角形

B ．凸形

C ．凹形

D ．扇形

26．承受来自钢轨的各向压力,并将其传递给道床的是（ ）

A ．轮对

B ．路基

C ．轨枕

D ．扣件

27．引起人烦躁或音量过强而危害人体健康，影响人们工作休息的声音称为（ ）

A ．噪声

B ．声波

C ．分贝

D ．音乐

28．我国铁路系统采用的标准轨距是（ ）mm

A ．1050

B ．1765

C ．1435

D ．1360

29．限制列车行车速度的最主要线路上的部件是（ ）

A ．道岔

B ．道床

C ．轨枕

D ．路基

30．若将车体视为刚体,车体绕z 轴作幅角为±Ψ的回转振动,称为（ ）振动

A ．摇头

B ．点头

C ．侧滚

D ．纵向

31．车辆定距决定了车辆长度和（ ）。

A．载客量 B．高度 C．宽度D．轴距

32．LM踏面属于（）踏面。

A．锥形 B．圆柱形 C．磨耗形D．智能形

33. 轨道车辆的左右轮子能分别绕车轴回转的轮对,称为（）轮对。

A．固定 B．独立C．弹性 D．磁悬浮

34. 轨道的（）是使车辆系统产生响应的最主要输入函数。

A．垂向不平顺 B．方向不平顺 C．水平不平顺D．随机不平顺

35．在车辆牵引力作用下，钢轮与钢轨的弹性变形接触面通常是一个近似（）的接触斑。

A．椭圆B．三角形 C．扇形 D．波浪形

36．焊接长钢轨线路又称为（）线路，是一种把普通钢轨焊接起来不留轨缝的线路。

A．普通 B．有缝C．非标准 D．无缝

37．车体的蛇行失稳也称（）蛇行。出现时的速度称车体失稳临界速度。

A．一次 B．二次 C．三次 D．四次

38．轨道车辆的驱动与制动部主要用于产生并控制车辆前进或后退运行的（）

A．横向力B．垂向力C．电磁力D．纵向力

39．一种没有专门的机车提供动力，车辆具有牵引动力的列车称为（）型列车。

A．无机车B．全机车C．动力分散D．动力集中

40．下列哪项不是EDS超导悬浮系统的优点（）

A．线路能设在坡道上 B．运行舒适度好维护少

C．轨道磨耗大 D．速度高

41．传统轨道由钢轨、轨枕、（）与路基等组成。

A．道床 B．木枕 C．弹簧 D．轮对

42．车辆的动力性能主要包括运行稳定性(安全性)、平稳性(舒适性)以及通过（）能力等三个方面。

A．桥梁 B．隧道 C．直线 D．曲线

43．下列（）项是属于木枕的主要优点。

A．不易加工 B．弹性好

C．增大轮轨间的动作用力 D．与钢轨连接复杂。

44．轨道不平顺含有三种性质的基本组成：（）、随机性、局部或单一性。

A．任意性 B．衰减性 C．周期性 D．接触性

45．车辆的中央悬挂装置是将（）和构架／侧架联结在一起的装置，一般具有衰减车辆系统振动、提高车辆运行平稳性和舒适性的作用。

A．轮对 B．车体 C．走行部 D．轴箱

46．车体作为刚体弹性支承在走行部上，它具有6个自由度和相应的主振型：沿z轴方向则为（）。

A．伸缩 B．横摆 C．浮沉 D．侧滚

47．承担着车辆全部重量且在轨道上运行的（），同时还承受着从车体、转向架和钢轨等方面传递来的各种静、动作用力。

A．轮对 B．车体 C．走行部 D．轴箱

48．如果轨道不平顺PSD谱的频率单位不是时间而是里程长度，则称（）F，单位为Hz／m，反映了沿线路长度方向上的波动状态。

A．功率谱密度B．时间圆频率 C．激振函数 D．空间频率

49．轨道车辆中,AW2表示车辆为（）状态。

A ．座位满员

B ．空载

C ．6人/平方

D ．9人/平方

50．跨坐式单轨车辆走行部具有（ ）种形式的轮胎。

A ．1

B ．2

C ．3

D ．4

51．主动悬挂实际上是一个（ ）控制的动力驱动系统。

A ．闭环

B ．开环

C ．被动

D ．无反馈

52．规定车轮在离轮缘内侧70mm 处的圆称为（ ）圆，其直径称为车轮名义直径。

A ．踏面

B ．压力

C ．滚动

D ．接触

53．钢轮钢轨车辆的轮对运动公式y

br R λ0=中,λ表示（ ）。 A ．车轮滚动圆半径 B ．运行距离

C ．蛇行波长

D ．车轮踏面锥度或等效斜率。

54．以转向架振幅为主的蛇行失稳称为（ ）蛇行失稳。

A ．一次

B ．二次

C ．三次

D ． 四次

55．需要安装稳定轮胎的是（ ）轨道车辆。

A ．磁悬浮

B ．钢轮钢轨

C ．AGT

D ．跨坐式

56．下列（ ）项不是磨耗型踏面的特点

A ．减少轮与轨的磨耗

B ．增加轮轨接触应力

C ．延长使用寿命

D ．减少旋轮检修工作量

57．轨道车辆中,AW1表示车辆为（ ）状态。

A ．座位满员

B ．空载

C ．6人/平方

D ．9人/平方承

58．下列（ ）项不是橡胶弹簧和橡胶元件的优点

A ．减振和隔音性能好

B ．有较大的弹性变性

C ．可增加自重

D ．便于制造和维修

59．爬轨侧车轮的轮重减载率可以用ΔP/ P 表示,其中P 为左右侧车轮的（ ）

A ．轴重

B ．滚动圆半径

C ．减载量

D ．平均轮重

60．车辆低速时车辆噪声的主要声源是（ ）噪声。

A ．轮轨

B ．风机

C ．空调

D ．空气动力 一、单项选择题

1.B

2.C

3.A

4.A

5.C

6.B

7.C

8.D

9.A 10.A

11.D 12.C 13.B 14.A 15.A 16.B 17.C 18.B 19.B 20.C

21.D 22.D 23.D 24.A 25.C 26.C 27.A 28.C 29.A 30.A

31.A 32.C 33.B 34.D 35.A 36.D 37.A 38.D 39.C 40.C

1．车钩缓冲器具有弹性与阻尼性质，在很大程度上缓和冲击并吸收纵向振动能量，对减小重载列车或车组

内纵向冲动有很大作用。（ ）

2．车辆定距是指同一车辆两转向架中心之间的纵向距离，车辆定距决定了车辆宽度和载客量。（ ） 二、判断改错题。 在题后的括号内，正确的打“√”，错误的打“×”并改正。

3．车体作为刚体弹性支承在走行部上，它具有6个自由度和相应的主振型：沿x方向为伸缩振型。（）

4．客运轨道车辆安全性是评定乘员对振动环境的舒适感受的主要依据。（）

5. 坐式单轨车辆走行部的稳定轮位于转向架的侧面下部,它防止转向架在强风条件下出现极端的侧滚。

（）

6．LMA型踏面已成功应用于CRHl、CRH2和CRH3高速动车组中。（）

7．磁浮车辆中EMS为常导电磁悬浮方式，EDS为超导电动悬浮方式。（）

8．车体作为刚体弹性支承在走行部上，它具有6个自由度和相应的主振型：沿x方向为伸缩振型。（）9．轮对冲角是平行于轮轨接触点处钢轨切线方向，与轮轴轴线之间形成的夹角。（）

10．一系悬挂下方部件如轮对简称为簧上质量，过大时会明显增大它们在线路不平顺下的冲击载荷。（）

11．倾覆系数D用于评定车辆在侧风、离心力、横向振动惯性力等综合作用下，车辆一侧所有车轮是否会减载到腾空而脱离轨道并导致该车辆倾覆的可能。（）

12．列车运行产生的轨道交通噪声主要为轨道车辆噪声、钢轨路基与桥梁结构噪声及高速下弓网噪声等。

（）

13．跨坐式单轨车辆走行部的导向轮与轨道梁的轨面接触,承受着车辆的垂向载荷并传递牵引力和制动力。

（）

14．轨道车辆的左右轮子能分别绕车轴回转的轮对,称为固定轮对。（）

15．轮对摇头角越大，重力作用引起的力矩也越大，该摇头力矩与摇头角之比称为轮对的重力角刚度。（）16．铁道车辆一般由车体、车下各种吊挂件以及转向架等组成。（）

17．钢轨是轨枕的基础，传递轨枕载荷到路基上，并阻止轨枕移动的部件。（）

18．轮对摇头力矩与摇头角之比称为轮对的重力角刚度。（）

19．无规噪声也称为白噪声。（）

20．轨道车辆缓冲器都具有弹性缓冲和吸振的双重功能。（）

21．轨道的周期不平顺是使车辆系统产生响应的最主要输入函数。（）

22．轮对角是垂直于轮轨接触点处钢轨切线方向，与轮轴轴线之间形成的夹角。（）

23．轨道车辆的驱动与制动部主要用于产生并控制车辆前进或后退运行的纵向力。（）

24．阻尼车轮根据其结构和功能的不同可分为环状阻尼车轮、共振阻尼车轮和约束层阻尼车轮等。（）

25．车轮踏面擦伤、车轮质量偏心、轮重不均衡、车中装有发动机等，都属于周期性激扰源。（）

26．轨道交通车辆使用的轮胎一般是低压充气轮胎。（）

27．与车辆动力学密切相关轨道基本几何要素有轨距、轨头断面外形、轨底坡、曲线外轨超高和曲线轨距加宽。（）

28．在强风的情况下,跨坐式单轨车辆比悬挂式单轨车辆更加稳定与安全。（）

29．车钩缓冲器在很大程度上可以缓和冲击并吸收纵向振动能量，对减小重载列车或车组内纵向冲动有很大作用。（）

30．现代轨道交通属小运量的地面快速运输方式。（）

三、填空题

1. 现代轨道车辆大致可归为三类：车辆,轮胎式轨道车辆和磁悬浮轨道车辆。

2．车辆脱轨根据过程不同大体可分为爬轨脱轨、脱轨、掉道脱轨等。

3．铁道客车车辆一般采用两级悬挂系统，即轴箱悬挂和悬挂。

4．与传统H形构架转向架不同，三大件式货车转向架是由1个和2个侧架组成转向架的“构架”。5．通过构架的定位摩擦块与轴箱的导框实现定位是定位方式，它不适应高速转向架发展要求。6．目前我国车辆部门主要采用脱轨系数和两项指标来评定车辆运行的安全性。

7. 铁路列车一般有两种形式：一种是动力集中式列车,另一种没有专门的机车提供动力，车辆具有牵引动力，这种列车称为列车。

8．用于评价车辆在侧向风力、离心力、横向振动惯性力等最不利组合下是否会导致车辆向一侧倾覆的是。

9. 基于大量实验而制定的,用于评定车辆本身的运行品质和旅客乘坐舒适度的平稳性指标是指标。

10．轨道的是使车辆系统产生响应的最主要输入函数。

11．在轮对中心偏离线路中心时，锥型踏面可形成左右轮轨接触处滚动圆的半径差，从而具有返回线路的能力。

12. 蛇行运动由稳定运动的临界状态，过渡到不稳定运动时的速度称为车辆的速度。

13. 对显示轮重减少程度的指标进行限定，并以此来判断机车车辆、动车组脱轨的问题的指标称为轮重减载率。

14．我国轨道交通2号线是国内首条跨座式单轨线路。

15．就垂向振动而言，人对频率在 Hz间的振动最敏感。

16．轨道车辆缓冲器都具有弹性和吸振的双重功能。

17．IS02631—74标准从维持工作效能、健康和舒适度出发，相应提出了下列三种限度：工效下降限度(令人感到疲倦的限度)、承受限度和下降限度。

18．同一车辆两转向架中心之间的纵向距离称为，它决定了车辆长度和载客量。

19．货车纵向力的传递以及支承车体垂向载荷采用承受的模式。

20．工字形钢轨主要由“”、下部的“轨底”，以及“轨腰”组成。

21．轴箱悬挂装置主要由轴箱、垂向减振器和定位装置等组成。

22．能传递轨枕载荷到大面积的路基上，阻止轨枕移动，是轨枕的基础的部件是。

23．我国上海磁悬浮线是引进国的电磁吸力型(EMS)技术。

24．钢轮钢轨车辆发生的是因横向轮轨力使轨道扩张或翻转而使轮对落入道床。

25．焊接长钢轨线路又称为线路，是一种把普通钢轨焊接起来不留轨缝的线路。

26．轨道车辆缓冲器都具有弹性和吸振的双重功能。

27．减小轮对质量上主要两种方法,一是采用车轴。二是采用合理尺寸小轮径车轮。

28．除去刚体振动外，车体还具有自身的弹性体振动，如绕着z轴的纵向扭曲，绕y或z轴的振动。

29．P为左右侧车轮的平均轮重,ΔP为轮重的减载量,定义为爬轨侧车轮的轮重减载率。30．50kg/m标准钢轨与型车轮踏面外形配合使用。

31．轨道车辆中,AW0表示车辆为状态。

32．我国铁路系统采用的标准是1435mm。

33．过大的轮轴力是导致轨排横移、无缝线路动态失稳产生胀轨跑道现象的最主要原因。34．倾覆系数D用于评定车辆在侧风、离心力、横向振动惯性力等综合作用下，车辆一侧所有车轮是否会减载到腾空而脱离轨道并导致该车辆的可能。

35．跨坐式单轨车辆的轮与轨道梁的轨面接触,承受着车辆的垂向载荷并传递牵引力和制动力。36．如果轨道不平顺PSD谱的频率单位不是时间而是里程长度，则称 F，单位为Hz／m，反映了沿线路长度方向上的波动状态。

37．人对频率在Hz以下的横向振动最敏感。

38．我国铁路使用的钢轨其断面为形。

39．客运轨道车辆性是评定乘员对振动环境的舒适感受的主要依据。

40．我国上海有世界上第一条投入商业运营的轨道交通线。

41．在车辆牵引力作用下，钢轮与钢轨的弹性变形接触面通常是一个近似的接触斑。

42．钢轨通过扣件固定在上,以保持轨距并防止纵横向移动。

43．EDS的悬浮高度一般为 mm，因而对轨道精度和维护要求相对不高。

44．铁道车辆的是指车辆每一根轮轴能够承受的允许静载。

45 在设置曲线时，通常将线路的外侧钢轨相对于内侧钢轨抬升一个高度，外侧钢轨相对于内侧钢轨的抬升

量称为。

46．以转向架振幅为主的蛇行失稳称为蛇行失稳。

47．传统钢轮钢轨车辆按、轮重减载率、横向力允许限度、倾覆系数等指标评定。

48．引起人烦躁或音量过强而危害人体健康，影响人们工作休息的声音称为。

49．摆式列车车体倾摆方式的不同,可分为被动倾摆式和倾摆式。

50．通常将极限状态的最大切向力与垂向静载荷之比称作系数。

51．人对频率在 Hz以内的振动最敏感。

52．传统轨道由钢轨、轨枕、与路基等组成。

53．钢轨不垂直铺设，使轨底有一向内倾斜的坡度，称为坡。

54．弹性轮对通常车轴中部成下凹的“”形，以实现车体的低地板面。

55．外侧钢轨相对于内侧钢轨的抬升量称为外轨。

56．日本超导磁浮创造了 km/h的世界轨道交通列车的最高速度记录的是。

57．在直线段运行时，如果轮缘根部始终贴靠钢轨侧面则将很快磨薄轮缘，因此轮缘与轨侧间必须留有。

58．轨道垂直不平顺又可称为轨道不平顺。

59．轨道车辆依据控制方式及是否输入动作能量,悬挂可分为、主动和半主动悬挂。

60．采用橡胶轮胎的车辆明显地降低了走行部的。

四、名词解释

1. 轴距

2．轨道垂直不平顺（高低）

3．车轮名义直径

4．轮轨蠕滑

5．轴箱定位

6．曲线通过

7．中央悬挂

8．轨道

9．轨道水平不平顺

10．钢性轮对

11．簧上质量

12．轮对冲角

13．轨道不平顺

14．弹性轮对

15．轮对自旋

16．簧下质量

17．轨底坡

18．曲线通过

19．轨道不平顺

20．轨道

21．差压阀

22．轴距

23．轨道水平不平顺

24．磁悬浮车辆

25．现代轨道交通

26．中央悬挂

27．导框式定位

28．横向减振器

29．三大件式货车转向架

30．半主动悬挂

五、简答题

1．车体振动有哪几种刚体主振型?

2．轮胎式轨道车辆有什么特点?

3．轨道不平顺有哪几种类型?

4．什么叫脱轨系数?

5．什么情况下会发生爬轨现象?

6．轮对低动力设计方法有哪些?

7．什么叫护轨?

8．与轮轨车辆相比，EDS超导悬浮系统的优点有哪些？9．摆式列车提速的特点是什么?

10．什么叫自激振动?

11．写出磨耗型踏面的优点。

12．我国的GB 5599-85对评价车辆动力学性能的主要内容有哪些? 13．写出磁悬浮车辆的运行原理。

14．为什么钢轮钢轨轨道车辆的车轮必须具有轮缘?

15．磁悬浮车辆系统必须具备的特点：

16．对采用钢轮车辆轮对的要求是什么?

17．写出车辆系统动力学用途及所解决的主要问题。

18．写出轮轨间接触斑的功用。

19．在铁道车辆上采用的橡胶弹簧和橡胶元件有什么优点?

20．什么叫轨底坡?

21．轴箱定位有哪些主要的结构形式?

22．什么叫轨道垂直不平顺（高低）？

23．写出差压阀的用途。

24．跨坐式单轨车辆走行部的导向轮和稳定轮有何用途？25．什么叫独立轮对?

26．什么是噪声？

27．轮对低动力设计方法有哪些？

28．什么叫黏着力？

29．写出扣件的功用。

30．哪些轨道基本几何要素与车辆动力学密切相关? 31．什么是横向力允许限度?

32．空气弹簧的缺点是什么?

33．简述轮对自旋的原因。

34．什么是轮轨接触斑?

35．写出动力学仿真的轮胎模型的主要种类。

36．简述簧上质量与簧下质量不同。

37.动力集中式列车与动力分散式列车的区别是什么? 38．高度控制阀的作用是什么?

39．什么是拉杆式定位?

40．什么情况下会发生爬轨现象?

41．简述跨坐式单轨车辆走行部的导向轮和稳定轮的用途。

42．小直径车轮有什么缺点?

六、论述题

1．试述轮轨接触几何参数有哪些?

2．试述列车对车钩缓冲装置的基本要求。

3．论述在轮轨噪声控制中,轨道车辆走行部能采用的各种措施。4．论述橡胶充气胎走行部具有的特点。

5．试述引起车辆系统振动的因素。

6．试述用迭代法求解轮轨最小距离d1和d2时需要考虑的主要因素。7．试述轮对的脱轨模式。

8．论述橡胶充气胎走行部具有的特点。

9．论述磁悬浮车辆系统必须具备的特点。

10．论述小直径车轮对车辆的影响。

11．论述空气弹簧的优点。

12．论述高速列车转向架悬挂的主要特点。

车辆动力学参考答案

一、单项选择题

1.B

2.C

3.A

4.A

5.C

6.B

7.C

8.D

9.A 10.A

11.D 12.C 13.B 14.A 15.A 16.B 17.C 18.B 19.B 20.C

21.D 22.D 23.D 24.A 25.C 26.C 27.A 28.C 29.A 30.A

31.A 32.C 33.B 34.D 35.A 36.D 37.A 38.D 39.C 40.C

41.A 42.D 43.B 44.C 45.B 46.C 47.A 48.D 49.C 50.C

51.A 52.C 53.D 54.B 55.D 56.B 57.A 58.C 59.D 60.C

二、判断改错题

1.√

2.×,长度

3. √

4. ×,平稳性,

5. √

6.√

7. √

8. √

9. ×, 垂直 10. ×,簧下质量11.√ 12. √ 13. ×,走行轮 14. ×,独立轮对 15. √16.√ 17. ×,道床 18. √ 19. ×, 随机 20. √

21. ×, 随机 22. ×, 轮对冲角 23. √ 24. √ 25. √

26. ×, 高压 27. √ 28. √ 29. √ 30. ×, 大

三、填空题

1. 钢轮钢轨

2. 跳轨

3.中央

4.摇枕

5. 导框式

6. 轮重减载率

7.动力分散式

8. 倾覆系数

9.Sperling 10. 随机不平顺

11. 中心线 12. 临界 13. 安全性 14.重庆 15. 4～8

16. 缓冲 17. 舒适度 18. 车辆定距 19. 心盘 20. 轨头

21. 弹簧 22. 道床 23. 德 24. 掉轨 25. 无缝

26. 缓冲 27. 空心 28. 弯曲 29. ΔP/P 30. 轨头

31. 空载 32. 轨距 33. 横向 34. 倾覆 35. 走行

36. 空间频率 37. 2 38. 工字 39. 平稳 40. 磁悬浮

41. 椭圆 42. 轨枕 43. 100 44. 轴重 45. 外轨超高

46. 二次 47. 脱轨系数 48. 噪音 49. 主动 50. 黏着

51. 4～8 52. 道床 53. 轨底 54. U 55.超高

56. 581 57. 间隙 58. 高低 59. 被动 60. 噪声

四、名词解释

1. 是指同一转向架下两轮轴中心之间的纵向距离。

2. 左右轨面高低不平顺的平均值z v表示了左右轮轨垂直支承点的中心离线路名义中心的高低偏差，它是激

起车辆产生垂向振动的主要原因，其表达式为：z v=(z1+z2)/2。

3. 规定车轮在离轮缘内侧70mm处的圆称为滚动圆，滚动圆的直径称为车轮名义直径。

4. 是指具有弹性的钢质车轮在弹性的钢轨上以一定速度滚动时，在车轮与钢轨的接触面间产生相对微小滑

动。

5. 轴箱与构架的连接方式通常称为轴箱定位, 轴箱定位装置的主要目的是使系统具有优良的运行稳定性和

安全性，并进一步提高系统乘坐舒适性。

6. 曲线通过是指车辆通过曲线时，曲线通过能力的大小，反映在系统指标上，主要表现为车辆轮轨横向力、轮对冲角以及轮轨磨耗指数等的大小上。

7. 是将车体和构架、侧架联结在一起的装置，一般具有衰减车辆系统振动、提高车辆运行平稳性和舒适性的作用。

8. 轨道或导向线路的作用是支承与引导列车沿设计线路方向运行，它承受车辆重量、横向载荷和牵引制动

时的纵向力。传统轨道由钢轨、轨枕、道床与路基等组成。

9. 左右轮轨接触面的高度差（z1-z2）所对应形成的夹角θc相对水平面的变化称为水平不平顺。即θc＝（z l-z2）

/（2b），式中 b是左右滚动圆间距之半。

10. 轨道车辆轮对由左右轮子和车轴固接组成。左右轮刚体滚动角速度一致，称刚性轮对。

11. 若将车体视为支撑于弹簧上的刚体，此刚体就称为簧上质量，这通常是指车体(包括载重)的质量。

12. 是将车体和构架、侧架联结在一起的装置，一般具有衰减车辆系统振动、提高车辆运行平稳性和舒适性

的作用。

13. 是垂直于轮轨接触点处钢轨切线方向，与轮轴轴线之间形成的夹角。直线运行时，轮对冲角即为轮对摇

头角，其大小反应了车辆曲线通过能力大小以及难易程度。

14. 在直线或曲线路段，承受车辆垂直载荷的左右钢轨或轮道（磁浮感应轨），在高低和左右方向上相对理

想平直轨道或设计的轨道曲线所形成的偏差称轨道不平顺。

15. 轨道车辆轮对的左右轮子能分别绕车轴回转，通常车轴中部成下凹的“U”形，以实现车体的低地板面。

16. 若将车体视为支撑于弹簧上的刚体，弹簧以下的质量就称为簧下质量，这通常是指轮对轴箱装置和大多

数货车转向架侧架的质量。

17. 由于车轮踏面具有斜度，因此钢轨不应垂直铺设，而应使轨底有一向内倾斜的坡度，称为轨底坡，以防

钢轨轨面磨耗不匀和轨腰弯曲。

18. 曲线通过是指车辆通过曲线时，曲线通过能力的大小，反映在系统指标上，主要表现为车辆轮轨横向力、

轮对冲角以及轮轨磨耗指数等的大小上。

19. 在直线或曲线路段，承受车辆垂直载荷的左右钢轨或轮道（磁浮感应轨），在高低和左右方向上相对理

想平直轨道或设计的轨道曲线所形成的偏差称轨道不平顺。

20. 轨道或导向线路的作用是支承与引导列车沿设计线路方向运行，它承受车辆重量、横向载荷和牵引制动

时的纵向力。传统轨道由钢轨、轨枕、道床与路基等组成。

21. 用来连接转向架的两个空气弹簧的阀类部件，以确保一个转向架两侧空气弹簧的内压差不会过大，用以

保证行车安全。

22. 是指同一转向架下两轮轴中心之间的纵向距离。目前我国轨道车辆的轴距一般为1.5～2.7 m。

23. 左右轮轨接触面的高度差（z1 - z2）所对应形成的夹角θc相对水平面的变化称为水平不平顺。(1分)

即θc＝（z l - z2）/(2b), (1分)式中 b—左右滚动圆间距之半。

24. 通过所谓磁轮或悬浮架与支承和导向轨道间的电磁斥力或吸力来支承车体并平衡动态力的车辆。一般采

用电磁导向力引导车辆转向，并靠移动磁场电磁力驱动车辆沿轨道运行。

25. 现代轨道交通采用车辆连挂的车组或列车，由动力驱动或被动牵引，沿轨道或导向线路运行。其最大优

点是速度高、能耗低、占地小、运量大。

26. 是将车体和构架、侧架联结在一起的装置，一般具有衰减车辆系统振动、提高车辆运行平稳性和舒适性

的作用。

27. 通过构架的定位摩擦块与轴箱的导框实现定位，垂向可以相对滑动，通过采用弹性定位后，构架与轴箱

导框消除了垂向滑动位移，只能用于低速运行，难以提高临界速度。

28. 一般是水平安装在车体和构架之间，是为了衰减传递至车体的横向振动的部件，保证车体的横向平稳性

指标满足乘坐舒适度标准要求，并维持良好的乘坐舒适性。

29. 货车转向架是由1个摇枕和2个侧架组成转向架的“构架”。一般会相对于左右侧架作浮沉、滚摆以及

摇头运动。

30. 指采用阻尼特性可调的可控减振器和／或刚度特性可调的可控弹簧作为作动器，通过实时调节可控减振

器的阻尼特性或可控弹簧的刚性特性，间接地获得合理的悬挂力的方法。

五、简答题

1.(1) 车体作为刚体弹性支承在走行部上，它具有6个自由度和相应的主振型；

( 2)沿x方向为伸缩振型，沿y方向为横摆，z方向则为浮沉；

( 3)而车体绕x方向的转动（θ）定义为侧滚振动，绕y方向为点头（ф），绕z方向为摇头（φ）。2.(1) 轮胎运用于轨道交通有以下特点；

(2)与导轨面的黏着力较钢轮钢轨方式大，因而较适合在丘陵地形的城市中使用；

(2)轮胎充气后具有优良的三向弹性，起到了一系悬挂作用，垂向挠度可达到几十毫米，走行部因而可省

去一系悬挂；

(3)低速走行噪声小。

3.(1) 轨道不平顺有四种类型；

(2) 高低不平顺；

(3) 水平不平顺；

(4) 轨距不平顺；

（5）方向不平顺。

4.(1) 脱轨系数为测力轮对（或轨道测力装置）直接测取的轮轨接触处横向力Q与垂向力P之比值Q/P；

(2) 其大小反映了车辆运行时轮对爬轨的可能性。

5.(1) 爬轨往往发生在轮对具有正向冲角时,

(2)如通过曲线时的前导轮对,外轮在横向蠕滑力及悬挂力作用下爬上外轨,

(3)并在轨顶上运行直至外侧脱落,

(4)这主要发生在低速\爬轨侧轮重减载较大时。

6.(1)减小簧下质量:一是采用空心车轴,二是采用合理尺寸小轮径车轮；

(2)采用合理的车轮踏面；

(3)采用弹性车轮；

(4)严格控制车轮质量，降低车轮动不平衡质量。

7.(1) 护轨由平直段、两侧缓冲段和两端开口段组成，是道岔的重要组成部分。

(2)它一般设置在辙叉两侧，

(3)是控制车轮运行方向、引导轮对进入相应的轮缘槽、防止其在有害空间冲击或爬上心轨尖端、保证行

车安全的重要设备。

8.(1）线路能设在坡道上，可缩短隧道长度与工程开挖量，费用低；

（2）运行舒适度好，没有轮轨冲击力与噪声,不平影响小；

（3）运营与维护费用低，悬浮运行对机械设备损伤小，维护少，速度高；

（4）该技术可在未来管道列车中使用。

9.(1)客货混跑线路不必作大的变动,实现速度较高的摆式客车运行；

(2)摆式列车可提高曲线限速的25%~40%,对山区和曲线线路提速显著，当采用径向转向架时，还可减少牵引能耗；

(3)低速走行噪声小。

10.(1) 是指系统内部的非振动能量转换为振动的激振力而产生的振动。

(2)自激振动是一个系统处于运动状态，

(3)如果引起振动的激振源是由于系统结构本身所造成，而不是由于外界强迫输入的，

(4)当运动停止时，这种激振力也就随之消失。

11.(1) 把车轮踏面一开始就做成类似磨耗后的稳定形状，即磨耗型踏面，

(2)可明显减少轮与轨的磨耗、减少车轮磨耗过限后修复成原形时旋切掉的材料、延长了使用寿命，减少了换轮、旋轮的检修工作量。

(3)可减小轮轨接触应力，既能保证车辆直线运行的稳定，又有利于曲线通过。

12.(1)车辆的平稳性以车体振动性能为评价对象，确保所载乘客舒适性与货物完整性。

(2)车辆的安全性以轮轨作用力等作为安全评估对象，确保车辆运行安全性。

(3)车辆运用中主要部件动强度评估，研究转向架振动与冲击过程，检验或评估在轮轨动态力作用下重要

部位交变应力下的疲劳强度与寿命。

13.(1) 磁悬浮车辆通过所谓磁轮或悬浮架与支承和导向轨道间的电磁斥力或吸力来支承车体并平衡动态力。

(2) 一般采用电磁导向力引导车辆转向，并靠移动磁场电磁力驱动车辆沿轨道运行。

14.(1)轮缘用以引导车轮沿道岔形成的线路方向运行，并产生变道时所需的横向导向力。

(2)轮缘的另一重要作用是阻止轮对横向移动量过大时，轮对从钢轨顶面脱落形成脱轨事故。

(3)轮缘与轨侧间必须留有间隙。以免轮缘与钢轨产生严重磨耗。

15. （1）有安全冗余度；

（2）承载重量移动或变化时悬浮性能可控；

（3）故障发生时仍具有起浮与导向能力；

（4）对轨道周期不平顺随速度加快的扫频激励有适应性；

（5）快速进出曲线的瞬态适应性。

16. (1)应该有足够的强度，以保证在容许的最高速度和最大载荷下安全运行。

(2)应不仅能够适应车辆直线运行，同时又能够顺利地通过曲线和道岔。

(3)应具备阻力小和耐磨性好的优点，可以减小驱动牵引力和延长使用寿命。

17.(1)蛇行运动；

(2)曲线通过；

(3)舒适度和交会；

(4)脱轨安全性和倾覆安全性；

(5)运动与控制。

18.(1) 在车辆重力作用下，钢轮与钢轨的弹性变形接触面通常是一个近似椭圆的接触斑。

(2)轮轨间的接触斑可传递轮轨间的垂向、横向与纵向力，

(3)对转向架和车体提供支承力、导向力（横向力）、驱动力与制动力。

19.(1)减振和隔音性能好。

(2)可以得到较大的弹性变性，容易实现预想的良好非线性特性。

(3)可降低自重，比钢弹簧要轻得多。

(4)便于制造和维修，有利于降低成本。

20.(1)由于车轮踏面具有斜度，

(2)钢轨不应垂直铺设，

(3)而应使轨底有一向内倾斜的坡度，

(4)称为轨底坡，

(5)以防钢轨轨面磨耗不匀和轨腰弯曲。

21.(1)导框式，

(2)导柱式，

(3)橡胶堆式，

(4)拉板式，

(5)拉杆式和转臂式定位。

22.（1）左右轨面高低不平顺的平均值z v表示了左右轮轨垂直支承点的中心离线路名义中心的高低偏差，它

是激起车辆产生垂向振动的主要原因。即：z v=(z1+z2)/2。

23.转向架的两气囊都通过差压阀相连，以确保一个转向架两侧空气弹簧的内压差不会过大，若某一侧气囊

突然破裂或毁坏，差压阀还可防止客车车体向一边严重倾斜。用以保证行车安全。

24.(1) 导向轮位于转向架的侧面上部,它引导车辆沿着轨道运行；

（2）稳定轮位于转向架的侧面下部,它防止转向架在强风条件下出现极端的侧滚。

25.(1) 轨道车辆轮对的左右轮子能分别绕车轴回转，通常车轴中部成下凹的“U”形，以实现车体的低地板

面。

26.即噪音，是引起人烦躁或音量过强而危害人体健康，影响人们工作休息的声音。

27.(1)减小簧下质量：采用空心车轴和采用合理尺寸小轮径车轮。

车辆系统动力学解析

汽车系统动力学的发展现状 仲鲁泉 2014020326 摘要：汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有汽车在垂直和横向两个方面的动力学内容。介绍车辆动力学建模的基础理论、轮胎力学及汽车空气动力学基础之外，重点介绍了受汽车发动机、传动系统、制动系统影响的驱动动力学和制动动力学，以及行驶动力学和操纵动力学内容。本文主要讲述的是通过对轮胎和悬架的系统动力学研究，来探究汽车系统动力学的发展现状。 关键词：轮胎；悬架；系统动力学;现状 0 前言 汽车系统动力学是讨论动态系统的数学模型和响应的学科。它是把汽车看做一个动态系统，对其进行研究，讨论数学模型和响应。是研究汽车的力与其汽车运动之间的相互关系，找出汽车的主要性能的内在联系，提出汽车设计参数选取的原则和依据。 车辆动力学是近代发展起来的一门新兴学科。有关车辆行驶振动分析的理论研究，最早可以追溯到100年前。事实上，知道20世纪20年代，人们对车辆行驶中的振动问题才开始有初步的了解；到20世纪30年代，英国的Lanchester、美国的Olley、法国的Broulhiet开始了车辆独立悬架的研究，并对转向运动学和悬架运动学对车辆性能的影响进行了分析。开始出现有关转向、稳定性、悬架方面的文章。同时，人们对轮胎侧向动力学的重要性也开始有所认识。在过去的70多年中，车辆动力学在理论和实际应用方面也都取得了很多成就。在新车型的设计开发中，汽车制造商不仅依靠功能强大的计算机软件，更重要的是具有丰富测试经验和高超主观评价技能的工程师队伍。 在随后的20年中，车辆动力学的进展甚微。进入20世纪50年代，可谓进入了一个车辆操纵动力学发展的“黄金时期”。这期间建立了较为完整的车辆操纵动力学线性域（即侧向加速度约小于0.3g）理论体系。随后有关行驶动力学的进一步发展，是在完善的测量和计算手段出现后才得以实现。人们对车辆动力学理解的进程中，理论和试验两方面因素均发挥了作用。随后的几十年，汽车制造商意识到行驶平顺性和操纵稳定性在汽车产品竞争中的重要作用，因而车辆动力学得以迅速发展。计算机及应用软件的开发，使建模的复杂程度不断提高。

铁道车辆系统动力学作业及试地的题目详解

作业题 1、车辆动力学的具体内容是研究车辆及其主要零部件在各种运用情况下，特别是在高速运行时的位移、加速度和由此而产生的动作用力。 2、车辆系统动力学目的在于解决下列主要问题： ①确定车辆在线路上安全运行的条件； ②研究车辆悬挂装置和牵引缓冲装置的结构、参数和性能对振动及 动载荷传递的影响，并为这些装置提供设计依据，以保证车辆高速、安全和平稳地运行； ③确定动载荷的特征，为计算车辆动作用力提供依据。 3、铁路车辆在线路上运行时，构成一个极其复杂的具有多自由度的振动系统。 4、动力学性能归根结底都是车辆运行过程中的振动性能。 5、线路不平顺不是一个确定量，它因时因地而有不同值，它的变化规律是随机的，具有统计规律，因而称为随机不平顺。 （1）水平不平顺； （2）轨距不平顺； （3）高低不平顺； （4）方向不平顺。 6、车轮半径越大、踏面斜度越小，蛇行运动的波长越长，即蛇行运动越平缓。 7、自由振动的振幅，振幅大小取决于车辆振动的初始条件：初始位移和初始速度（振动频率）。

8、转向架设计中，往往把车辆悬挂的静挠度大小作为一项重要技术指标。 9、具有变摩擦减振器的车辆，当振动停止时车体的停止位置不是一个点，而是一个停滞区。 10、在无阻尼的情况下共振时振幅随着时间增加，共振时间越长，车辆的振幅也越来越大，一直到弹簧全压缩和产生刚性冲击。 11、出现共振时的车辆运行速度称为共振临界速度 12、在车辆设计时一定要尽可能避免激振频率与自振频率接近，避免出现共振。 13、弹簧簧条之间要留较大的间距以避免在振动过程中簧条接触而出现刚性冲击 14、两线完全重叠时，摩擦阻力功与激振力功在任何振幅条件下均相等。 15、在机车车辆动力学研究中，把车体、转向架构架（侧架）、轮对等基本部件近似地视为刚性体，只有在研究车辆各部件的结构弹性振动时，才把他们视为弹性体。 16、簧上质量：车辆支持在弹性元件上的零部件，车体（包括载重）及摇枕质量 17、簧下质量：车辆中与钢轨直接刚性接触的质量，如轮对、轴箱装置和侧架，客车转向架构架，一般是簧上质量。 18、一般车辆（结构对称）的垂向振动与横向振动之间是弱耦合，因此车辆的垂向和横向两类振动可以分别研究。 19、若车体质心处于纵垂对称面上，但不处于车体的横垂对称面上，则车体的浮沉振动将和车体的点头振动耦合起来。

车辆系统动力学发展1

汽车系统动力学的发展和现状 摘要：近年来，随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车的舒适性、可靠性以及安全性也提出越来越高的要求，这些要求的实现都与汽车系统动力学相关。汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容。本文通过对汽车系统动力学的的介绍，对这一新兴学科的发展和现状做一阐述。 关键字：汽车系统动力学动力学响应发展历史 Summary：In recent years, with the rapid development of automobile industry, people on the vehicle comfort, reliability and safety are also put forward higher requirements, to achieve these requirements are related to vehicle system dynamics.Vehicle system dynamics is the study of all related to the movement of the car system discipline, it involves the scope is broad, in addition to the effects of dynamic response of vehicle longitudinal motion and its subsystems, and vehicles to and dynamic content crosswise two aspects in the vertical.Based on the vehicle system dynamics is introduced, the development and status of this emerging discipline to do elaborate. Keywords：Dynamics of vehicle system dynamics Dynamic response Development history 0 引言 车辆动力学是近代发展起来的一门新兴学科。有关车辆行驶振动分析的理论研究，最早可以追溯到100年前。事实上，知道20世纪20年代，人们对车辆行驶中的振动问题才开始有初步的了解；到20世纪30年代，英国的Lanchester、美国的Olley、法国的Broulhiet开始了车辆独立悬架的研究，并对转向运动学和悬架运动学对车辆性能的影响进行了分析。开始出现有关转向、稳定性、悬架方面的文章。同时，人们对轮胎侧向动力学的重要性也开始有所认识。 在随后的20年中，车辆动力学的进展甚微。进入20世纪50年代，可谓进入了一个车辆操纵动力学发展的“黄金时期”。这期间建立了较为完整的车辆操纵动力学线性域（即侧向加速度约小于0.3g）理论体系。随后有关行驶动力学的进一步发展，是在完善的测量和计算手段出现后才得以实现。人们对车辆动力学理解的进程中，理论和试验两方面因素均发挥了作用。随后的几十年，汽车制造商意识到行驶平顺性和操纵稳定性在汽车产品竞争中的重要作用，因而车辆动力学得以迅速发展。计算机及应用软件的开发，使建模的复杂程度不断提高。在过去的70多年中，车辆动力学在理论和实际应用方面也都取得了很多成就。在新车型的设计开发中，汽车制造商不仅依靠功能强大的计算机软件，更重要的是具有丰富测试经验和高超主观评价技能的工程师队伍。 传统的车辆动力学研究都是针对被动元件的设计而言，而采用主动控制来改变车辆动态性能的理念，则为车辆动力学开辟了一个崭新的研究领域。在车辆系统动力学研究中，采用“人—车—路”大闭环的概念应该是未来的发展趋势。作为驾驶者，人既起着控

机车系统动力学问题

问题： 1、 引起车辆振动的原因有很多，有些确定的，也有些随机的，请详细说明与车辆结构有关的激振因素有哪些？ 答：引起车辆振动的原因主要可以从两方面考虑，一是与轨道有关的激振因素（详见《车辆工程》第三版P214-P216）：(1)钢轨接头处的轮轨冲击，（2）轨道的垂向变形，（3）轨道的局部不平顺，（4）轨道的随机不平顺； 二是与车辆结构有关的激振因素。 车辆本身结构的特点会引起车辆振动，主要原因有以下几种。 （一）车轮偏心。车轮在制造或维修中，由于工艺或机床设备等原因，车轴中心和实际车轮中心之间可能存在一定的偏心，当车轮沿轨道运行时，车轮中心相对瞬时转动中心会出现上下和前后的运动。这些变化会激起车辆的上下振动和前后振动。设车轮中心与车轴中心之间的偏心为e ，则车轮转动时，车轴中心的上下运动量z t 为：z t =esin(t t r vt e t θθω+=+0 sin())，v-车辆运行速度；r 0-车轮名义半径；t-自某初始位置经历的时间；ω-车轮转动角速度；θt -初相角。 （二）车轮不均重。如果车轮的质量不均匀，车轮的质心与几何中心不一致，当车轮转动时车轮上会出现转动的不平衡力。设车轮的质量中心与几何中心 之偏差为e w ，则车轮转动时的不平衡力为：)sin()(0 20t w w w r vt e r v M F θ+=，式中，M w -每一车轮的质量，其他符号同上式。 车轮偏心和不均重，都会引起轮轨之间的动作用，车辆运行速度越高，则会引起的轮轨相互作用力越大。 （三）车轮踏面擦伤。车轮踏面存在擦伤时，车轮滚过擦伤处，轮轨间发生冲击，钢轨受到一个向下的冲量，而车轮受到一个向上的冲量。如果车轮擦伤长度与车轮中心所夹的圆心角为0θ，则车轮滚过踏面擦伤处的向上的冲量为：0θv M v M w w =?。车轮踏面擦伤后轮轨之间的冲击也是周期性的，其周期为：v r T 02π=。

动力学主要仿真软件

车辆动力学主要仿真软件 I960年，美国通用汽车公司研制了动力学软件DYNA主要解决多自由度 无约束的机械系统的动力学问题，进行车辆的“质量一弹簧一阻尼”模型分析。作为第一代计算机辅助设计系统的代表，对于解决具有约束的机械系统的动力学问题，工作量依然巨大，而且没有提供求解静力学和运动学问题的简便形式。 随着多体动力学的谨生和发展，机械系统运动学和动力学软件同时得到了迅速的发展。1973年，美国密西根大学的N.Orlandeo和，研制的ADAM 软件，能够简单分析二维和三维、开环或闭环机构的运动学、动力学问题，侧重于解决复杂系统的动力学问题，并应用GEAR刚性积分算法，采用稀疏矩阵技术提高计算效率° 1977年，美国Iowa大学在，研究了广义坐标分类、奇异值分解等算法并编制了DADS软件，能够顺利解决柔性体、反馈元件的空间机构运动学和动力学问题。随后，人们在机械系统动力学、运动学的分析软件中加入了一些功能模块，使其可以包含柔性体、控制器等特殊元件的机械系统。 德国航天局DLF早在20世纪70年代，Willi Kort tm教授领导的团队就开始从事MBS软件的开发，先后使用的MBS软件有Fadyna (1977)、MEDYNA1984),以及最终享誉业界的SIMPAC( 1990).随着计算机硬件和数值积分技术的迅速发展，以及欧洲航空航天事业需求的增长，DLR决定停止开发基于频域求解技术的MED YN软件，并致力于基于时域数值积分技术的发展。1985年由DLR开发的相对坐标系递归算法的SIMPACI软件问世，并很快应用到欧洲航空航天工业，掀起了多体动力学领域的一次算法革命。 同时，DLR首次在SIMPAC嗽件中将多刚体动力学和有限元分析技术结合起来，开创了多体系统动力学由多刚体向刚柔混合系统的发展。另外，由于SIMPACI算法技术的优势，成功地将控制系统和多体计算技术结合起来，发

车辆系统动力学仿真大作业(带程序)

Assignment Vehicle system dynamics simulation 学院：机电学院 专业：机械工程及自动化 姓名： 指导教师：

The model we are going to analys: The FBD of the suspension system is shown as follow:

According to the New's second Law, we can get the equation: 2 )()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 221212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? 0)()()()(222111222111=-++--+-++--+? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z k z L z k z L z c z L z c z m χχχχ 0)()()()(2222111122221111=-++----++---? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z L k z L z L k z L z L c z L z L c J χχχχχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,111111111)()(-=------? ? ? ? ?χχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,222222222)()(-=-+--+-? ????χχ When there is no excitation we can get the equation: 2)()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 2 21212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? Then we substitude the data into the equation, we write a procedure to simulate the system: Date: ???? ?? ??? ??==?==?===MN/m 0.10k m 25.1s/m kN 0.20MN/m 0.1m kg 3020kg 2100kg 3250w 2l c k I m m by w b

多刚体动力学大作业(MAPLE)

MAPLE理论力学 学号：201431206024 专业：车辆工程 姓名：张垚 导师：李银山

题目一: 如图，由轮1，杆AB 和冲头B 组成的系统。A ，B 两处为铰链连接。OA=R,AB=l,如忽略摩擦和物体自重，当OA 在水平位置，冲压力为F 时，系统处于平衡状态。 求：（1）作用在轮1上的力偶矩M 的大小 （2）轴承O 处的约束力 （3）连接ＡＢ受的力 （4）冲头给导轨的侧压力。 解： 对冲头Ｂ进行受力分析如图2：Ｆ，ＦB ＦN 对连杆ＡＢ进行受力分析如图3：ＦB ，ＦA > restart: #清零 > sin(phi):=R/l; #几何条件 > cos(phi):=sqrt(l^2-R^2)/l; > eq1:=F[N]-F[B]*sin(phi)=0; #冲头， x F ∑=0 > eq2:=F-F[B]*cos(phi)=0; #冲头， y F ∑=0 > solve({eq1,eq2},{F[N],F[B]}); #解方程 > F[B]:=F/(l^2-R^2)^(1/2)*l;#连杆的作用力的大小 > F[A]:=F[B]; #连杆AB ，二力杆 := ()sin φR l := ()cos φ - l 2R 2 l := eq1 = - F N F B R l 0 := eq2 = - F F B - l 2R 2 l 0{}, = F B F l - l 2 R 2 = F N F R - l 2 R 2 := F B F l - l 2 R 2 := F A F l - l 2 R 2 图1 图2 图3

> eq3:=F[A]*cos(phi)*R-M; #轮杆0=A M > eq4:=F[Ox]+F[A]*sin(phi)=0; #轮杆1 0=∑ x F > eq5:=F[Oy]+F[A]*cos(phi)=0; #轮杆1 0=∑ y F > solve({eq3,eq4,eq5},{M,F[Ox],F[Oy]});#解方程 答：（1）作用在轮１上的力偶矩Ｍ＝ＦＲ； （2）轴承Ｏ处的约束力 （3）连杆ＡＢ受力 （4）侧压力 题目二： 如图4，图示曲线规尺的杆长OA=AB=200mm,而CD=DE=AC=AE=50mm 。如OA 杆以等角速度 s rad 5π ω= 绕O 轴转动，并且当运动开始时，角?=0?。 （1）求尺上D 点的运动方程。 （2）求D 点轨迹，并绘图。 > restart: #清零 > OA:=l: #OA 长度 > AB:=l: #AB 长度 > CD:=l/4: #CD 长度 > DE:=l/4: #DE 长度 > AC:=l/4: #AC 长度 > AE:=l/4: #AE 长度 > phi:=omega*t: #瞬时夹角 > x:=OA*cos(phi): #D 点的横坐标 := eq3 - F R M := eq4 = + F Ox F R - l 2 R 2 0 := eq5 = + F Oy F 0{},, = M F R = F Oy -F = F Ox - F R - l 2 R 2 = F Ox - F R - l 2 R 2 = F Oy -F := F B F l - l 2 R 2 = F N F R - l 2 R 2 图4

车辆系统动力学-复习提纲

1. 简要给出完整约束与非完整约束的概念2-23,24,25, 1)、约束与约束方程 一般的力学系统在运动时都会受到某些几何或运动学特性的限制，这些构成限制条件的具体物体称为约束，用数学方程所表示的约束关系称为约束方程。 2）、完整约束与非完整约束 如果约束方程只是系统位形及时间的解析方程，则这种约束称为完整约束。 完整约束方程的一般形式为： 式中，qi为描述系统位形的广义坐标(i=1，2，…，n)；n为广义坐标个数；m为完整约束方程个数；t为时间。 如果约束方程是不可积分的微分方程，这种约束就称为非完整约束。 一阶非完整约束方程的一般形式为：

式中，qi为描述系统位形的广义坐（i = 1, 2, …,n）；为广义坐标对时间的一阶与数；n为广义坐标个数；m为系统中非完整约束方程个数；t为时间。 2. 解释滑动率的概念3-7,8 1.滑动率S 车轮滑动率表示车轮相对于纯滚动（或纯滑动）状态的偏离程度，是影响轮胎产生纵向力的一个重要因素。 为了使其总为正值，可将驱动和被驱动两种情况分开考虑。驱动工况时称为滑转率；被驱动（包括制动，常以下标b以示区别）时称为滑移率，二者统称为车轮的滑动率。

参照图3-2，若车轮的滚动半径为rd，轮心前进速度(等于车辆行驶速度)为uw，车轮角速度为ω，则车轮滑动率s定义如下： 车轮的滑动率数值在0~1之间变化。当车轮作纯滚动时，即uw=rd ω，此时s=0；当被驱动轮处于纯滑动状态时，s=1。 3. 轮胎模型中表达的输入量和输出量有哪些？3-22,23 轮胎模型描述了轮胎六分力与车轮运动参数之间的数学关系，即轮胎在特定工作条件下的输入和输出之间的关系，如图3-7所示。 根据车辆动力学研究内容的不同，轮胎模型可分为：

铁道车辆平稳性分析

铁道车辆平稳性分析 1.车辆平稳性评价指标 1.1 sperling平稳性指标 欧洲铁路联盟以及前社会主义国家铁路合作组织均采用平稳性指数来评定车辆的运行品质。等人在大量单一频率振动的实验基础上提出影响车辆平稳性的两个重要因素。其中一个重要因素是位移对时间的三次导数,亦即（加速度变化率）。若上式两边均乘以车体质 量,并将之积改写为，则。由此可见,在一定意义上代表力F的变化率的增减变化引起冲动的感觉。 如果车体的简谐振动为,则，其幅值为： 影响平稳性指数的另一个因素是振动时的动能大小,车体振动时的最大动能为： 所以： sperling在确定平稳性指数时,把反映冲动的和反映振动动能的乘积作为衡量标准来评定车辆运行平稳性。 车辆运行平稳性指数的经验公式为： 式中——振幅（cm）； f——振动频率（Hz）； a——加速度,其值为：； ——与振动频率有关的加权系数。 对于垂向振动和横向振动是不同的，具体情况见错误!未找到引用源。。 表1振动频率与加权系数关系 对于垂向振动的加权系数对于横向振动的加权系 f的取值范围（Hz）公式f的取值范围（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 以上的平稳性指数只适用一种频率一个振幅的单一振动,但实际上车辆在线路上运行时的振动是随机的,即振动频率和振幅都是随时间变化的。因此在整理车辆平稳性指数时,通常把实测的车辆振动加速度按频率分解,进行频谱分析,求出每段频率范围的振幅值,然后对每一频段计算各自的平稳性指数,然后再求出全部频率段总的平稳性指数： Sperling平稳性指标等级一般分为5级，sperling乘坐舒适度指标一般分为4级。但在两级之间可按要求进一步细化。根据W值来评定平稳性等级表见错误!未找到引用源。 表2车辆运行平稳性及舒适度指标与等级 W值运行品质W值乘坐舒适度（对振动的感觉） 1 很好 1 刚能感觉 2 好 2 明显感觉 3 满意 2.5 更明显但无不快 4 可以运行 3 强烈，不正常，但还能忍受3.25 很不正常 4.5 运行不合格 3.5 极不正常，可厌，烦恼，不能长时忍 受 5 危险 4 极可厌，长时忍受有害 我国也主要用平稳性指标来评定车辆运行性能，但对等级做了简化，见错误!未找到引用源。。 表3车辆运行平稳性指标与等级 平稳性等级评定 平稳性指标 客车机车货车 1 优<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 对sperling评价方法的分析： 1.该评价方法仅按照某一个方向的平稳性指标等级来判断车辆的性能是不全面的,需要同时考虑垂向与横向振动对人体的生理及心理的相互影响,因为有时根据垂向振动确定的平稳性指标等级与根据横向振动确定的平稳性指标等级存在较大的差异。 2.该评价方法不够灵敏。由于人体对不同振动频率的反应不同,当对应某一频率范围的平稳性指标值很大值大于,在该窄带中的振动已超出了人体能够承受的限度,但在其它频带中值都很小,由于该方向总的平稳性指标是不同振动频率的平稳性指标求和,因而可能该方向总的砰值并不大,从而认为该车辆的平稳性能符合要求是不正确的。

车辆系统动力学试题及答案

西南交通大学研究生2009－2010学年第( 2 )学期考试试卷 课程代码 M01206 课程名称 车辆系统动力学 考试时间 120 分钟 阅卷教师签字： 答题时注意：各题注明题号，写在答题纸上（包括填空题） 一． 填空题（每空2分，共40分） 1．Sperling 以 频率与幅值的函数 ，而ISO 以 频率与加速度的函数 评定车辆的平稳性指标。 2．在轮轨间_蠕滑力的_作用下,车辆运行到某一临界速度时会产生失稳的_自激振动_即蛇行运动。 3．车辆运行时，在转向架个别车轮严重减重情况下可能导致车辆 脱轨 ，而车辆一侧全部车轮严重 减重情况下可能导致车辆 倾覆 。 4．在车体的六个自由度中，横向运动是指车体的横移、 侧滚 和 摇头 。 5．在卡尔克线性蠕滑理论中，横向蠕滑力与 横向 蠕滑率和 自旋 蠕滑率呈相关。 6．设具有锥形踏面的轮对的轮重为W ，近似计算轮对重力刚度还需要轮对的 接触角λ 和 名义滚动圆距离之半b 两个参数。 7．转向架轮对与构架之间的 横向定位刚度 和 纵向定位刚度 两个参数对车辆蛇行运动稳定性影 响较大。 8． 纯滚线距圆曲线中心线的距离与车轮 的_曲率_成反比、与曲线的_曲率_成正比。 9．径向转向架克服了一般转向架 抗蛇行运动 和 曲线通过 对转向架参数要求的矛盾。 10．如果两辆同型车以某一相对速度冲击时其最大纵向力为F ，则一辆该型车以相同速度与装有相同缓冲器 的止冲墩冲击时的最大纵向力为_21/2F _，与不装缓冲器的止冲墩冲击时的最大纵向力为_2F_。 院 系 学 号 姓 名 密封装订线 密封装订线 密封装订线

共2页 第1页 5．什么是稳定的极限环？ 极限环附近的内部和外部都收敛于该极限环，则称该极限环为稳定的极限环。 6．轨道不平顺有几种？各自对车辆的哪些振动起主要作用？ 方向、轨距、高低（垂向）、水平不平顺。方向不平顺引起车辆的侧滚和左右摇摆。轨距不平顺对轮轨磨耗、车辆运行稳定性和安全性有一定影响。高低不平顺引起车辆的垂向振动。水平不平顺则引起车辆的横向滚摆耦合振动。 三．问答题 （每题15分，共30分） 1．已知：轮轨接触点处车轮滚动圆半径r ，踏面曲率半径R w ，轨面曲率半径R t ， 法向载荷N ，轮轨材料的弹性模量E 和泊松比o 。试写出Hertz 理论求解接触椭圆 长短半径a 、b 的步骤。P43-P44 根据车轮滚动圆半径、踏面在接触点处的曲率半径、钢轨在接触点处的曲率半径得到A+B 、B-A ，算得cos β，查表得到系数m 、n ，然后分别根据钢轨和车轮的弹性模量E 和泊松比σ，求得接触常数k ，得出轮轨法向力N ，然后带人公式求得a 、b 。 2． 在车辆曲线通过研究中，有方程式 ()W f r y f w O W μψλ212 1 2 222 * 11=??? ?????+???? ?? 二．简答题 （每题5分，共30分） 1．与传统机械动力学相比，轨道车辆动力学有何特点？ 2．轮轨接触几何关系的计算有哪两种方法，各有何优缺点？ 解析和数值方法。数值方法可以用计算机，算法简单，效率高，但存在一定误差；解析方法是利用轮轨接触几何关系建立解析几何的方式求解，比较准确，但是计算繁琐，方法难于理解。 3．在车辆系统中，“非线性”主要指哪几种关系？ 轮轨接触几何非线性、轮轨蠕滑关系非线性、车辆悬挂系统非线性 4．怎样根据特征方程的特征根以判定车辆蛇行运动稳定性？。 根据求出的特征根实部的正负判断车辆蛇行运动的稳定性，当所有的特征根实部均为负时，车辆系统蛇行运动稳定，存在特征根为零或者负时，车辆系统的蛇行运动不稳定。

车辆动力学相关的软件及特点

SIMPACK车辆动力学习仿真系统 SIMPACK软件是德国INTEC Gmbh公司(于2009年正式更名为SIMPACK AG)开发的针对机械/机电系统运动学/动力学仿真分析的多体动力学分析软件包。它以多体系统计算动力学（Computational Dynamics of Multibody Systems）为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件。SIMPACK软件的主要应用领域包括：汽车工业、铁路、航空/航天、国防工业、船舶、通用机械、发动机、生物运动与仿生等。 SIMPACK是机械系统运动学/动力学仿真分析软件。SIMPACK软件可以分析如：系统振动特性、受力、加速度，描述并预测复杂多体系统的运动学/动力学性能等。 SIMPACK的基本原理就是通过搭建CAD风格的模型（包括铰、力元素等）来建立机械系统的动力学方程，并通过先进的解算器来获取系统的动力学响应。 SIMPACK软件可以用来仿真任何虚拟的机械/机电系统，从仅仅只有几个自由度的简单系统到诸如一个庞大的火车。SIMPACK软件可以应用在我们产品设计、研发或优化的任何阶段。 SIMPACK软件独具有的全代码输出功能可以将我们的模型输出成Fortran或C代码，从而可以实现与任意仿真软件的联合。 车辆动力学仿真carsim CarSim是专门针对车辆动力学的仿真软件，CarSim模型在计算机上运行的速度比实时快3-6倍，可以仿真车辆对驾驶员，路面及空气动力学输入的响应，主要用来预测和仿真汽车整车的操纵稳定性、制动性、平顺性、动力性和经济性，同时被广泛地应用于现代汽车控制系统的开发。CarSim可以方便灵活的定义试验环境和试验过程，详细的定义整车各系统的特性参数和特性文件。 CarSim软件的主要功能如下: 适用于以下车型的建模仿真:轿车、轻型货车、轻型多用途运输车及SUV; 可分析车辆的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、制动性及平顺性; 可以通过软件如MATLAB，Excel等进行绘图和分析; 可以图形曲线及三维动画形式观察仿真的结果;包括图形化数据管理界面，车辆模型求解器，绘图工具，三维动画回放工具，功率谱分析模块;程序稳定可靠; CarSim软件可以扩展为CarSim RT, CarSim RT 是实时车辆模型，提供与一些硬件实时系统的接口，可联合进行HIL仿真;

车辆系统动力学 作业

车辆系统动力学作业 课程名称：车辆系统动力学 学院名称：汽车学院 专业班级：2013级车辆工程（一）班 学生姓名：宋攀琨 学生学号：2013122030

作业题目: 一、垂直动力学部分 以车辆整车模型为基础，建立车辆1/4模型，并利用模型参数进行： 1）车身位移、加速度传递特性分析； 2）车轮动载荷传递特性分析； 3）悬架动挠度传递特性分析； 4）在典型路面车身加速度的功率谱密度函数计算； 5）在典型路面车轮动载荷的功率谱密度函数计算； 6）在典型路面车辆行驶平顺性分析； 7）在典型路面车辆行驶安全性分析； 8）在典型路面行驶速度对车辆行驶平顺性的影响计算分析； 9）在典型路面行驶速度对车辆行驶安全性的影响计算分析。 模型参数为： m 1 = 25 kg ；k 1 = 170000 N/m ；m 2 = 330 kg ；k 2 = 13000 (N/m)；d 2 =1000Ns/m 二、横向动力学部分 以车辆整车模型为基础，建立二自由度轿车模型，并利用二自由度模型分析计算： 1） 汽车的稳态转向特性； 2） 汽车的瞬态转向特性； 3）若驾驶员以最低速沿圆周行驶，转向盘转角0sw δ，随着车速的提高，转向盘转角位sw δ，试由 20sw sw u δδ-曲线和0 sw y sw a δ δ-曲线分析汽车的转向特性。 模型的有关参数如下： 总质量 1818.2m kg = 绕z O 轴转动惯量 23885z I kg m =? 轴距 3.048L m = 质心至前轴距离 1.463a m =

质心至后轴距离 1.585b m = 前轮总侧偏刚度 162618/k N rad =- 后轮总侧偏刚度 2110185/k N rad =- 转向系总传动比 20i =

铁道车辆系统动力学及应用-西南交通大学出版社

成都西南交大出版社有限公司关于《铁道车辆系统动力学及应用》 图书印刷项目 招标书 2018年1月25日

目录 第一部分招标公告 第二部分投标方须知 第三部分商务资料 第四部分投标相关文件格式

第一部分招标公告 根据《中华人民共和国投标招标法》有关规定，经成都西南交大出版社有限公司总经理办公会决定，现对外公开招标《铁道车辆系统动力学及应用》图书的印刷企业，兹邀请合格投标企业参加竞标。 一、招标内容： 1．招标内容为《铁道车辆系统动力学及应用》图书的印制。 2．投标人按招标人给定的样式清单，根据自身业务经营情况，以综合印张价方式报价，作为投标文件内容之一。报价单上只允许有一种报价，任何有选择报价将不予接受。投标人必须对样式清单上全部事项进行报价，只投其中部分事项投标文件无效。本投标文件中的报价采用人民币表示。 二、投标人资格要求： 1、在中华人民共和国境内注册，具有独立法人资格的印刷企业； 2、必须取得《印刷经营许可证》，且在投标时年审合格。 三、投标截止和开标时间、地点： 1.投标截止时间：2018年1月25日下午17:00（北京时间），逾期不予受理。 投标文件递交地点：成都市二环路北一段111号西南交通大学创新大厦21楼2105室 2.开标时间和地点： 2018年1月25日下午17:00 开标地点：成都市二环路北一段111号西南交通大学创新大厦21楼西南交通大学出版社 四、招标机构联系人信息： 联系人：王蕾 地址：成都市二环路北一段111号西南交通大学创新大厦21楼西南交通大学出版社 邮政编码：610031

电话：8700627 第二部分投标方须知 一、项目说明 1、“招标方”系指本次项目的招标人“成都西南交大出版社有限公司”。 2、“投标方”系指符合招标公告中投标人资格要求的投标单位： 3、“投标报价”应包含该书印刷材料成本、印刷、装订、送货下货、税金等所有费用。 4、无论投标过程中的做法和结果如何，投标方自行承担所有参加投标有关的全部费用。 二、投标文件的编写 1、投标要求 1）投标方应仔细阅读招标文件的所有内容，按招标文件的要求提供投标文件，并保证所提供的全部资料的真实性，不真实的投标文件将视为废标。 2）投标文件应备正本一份、副本一份。在每一份投标文件上要注明“正本”或“副本”字样，一旦正本和副本有差异，以正本为准。若投标文件正本和副本存在较大差异，将在评标中酌情扣分。 3）投标文件应有投标人法定代表人亲自签署并加盖法人单位公章和法定代表人印鉴或授权代表签字，装入档案袋密封，封条上须加盖投标单位印章，在投标截止时间前由法定代表人或法人委托人持本人有效身份证件递交招标单位。 4）投标人必须保证投标文件所提供的全部资料真实可靠，并接受招标人对其中任何资料进一步审查的要求。 5）投标文件所有封袋上都应写明以下内容：

(完整版)车辆动力学练习题及参考答案

车辆动力学练习题 一、单项选择题 1．轨道车辆通常由（）、驱动部、走行部、制动部与连接部等组成。 A．车体B．转向架 C．轮对D．电动机 2． EDS型磁悬浮的悬浮高度一般为（）mm，因而对轨道精度和维护要求相对不高。 A．10 B．30 C．100 D．50 3. 铁道车辆的（）是指车辆每一根轮轴能够承受的允许静载。 A．轴重 B．额定载重 C．轮对重 D．车体重 4．车轮必须具有（），以引导车轮沿道岔形成的线路方向运行，并产生变道时所需的横向导向力。 A．轮缘 B．踏面 C．缓冲装置 D．车轴 5．铁路轨道可以分为（）轨道和曲线轨道。 A．缓和曲线B．坡度 C．直线 D．圆曲线 6．人对频率在（）Hz以下的横向振动最敏感。 A．1 B．2 C．5 D．10 7．轨道车辆的轮对由左右轮子和车轴固接组成，左右轮对滚动角速度一致，则称为（）轮对。 A．弹性 B．普通 C．刚性 D．磁悬浮 8．轮轨蠕滑是指具有弹性的钢质车轮在弹性的钢轨上以一定速度滚动时，在车轮与钢轨的（）间产生相对微小滑动。 A．上方B．下方C．侧面D．接触面 9．稳定性的含义包含静态平衡稳定性和（）稳定性两大类。 A．动态B．准静态 C．安全D．非平衡 10．目前国内外最常用的轨道不平顺数值模拟方法主要有（）、三角级数法和白噪声滤波法等。 A．二次滤波法 B．五次滤波法 C．四次滤波法D．三次滤波法 11．轨道交通车辆使用的轮胎一般是高压充气轮胎，轮胎内压力高达（）kPa。 A．200~300 B．400~500 C．600~700 D．800~900 12．创造了581km/h的世界轨道交通列车的最高速度记录的是（）超导磁浮。 A．中国 B．美国 C．日本 D．德国 13. 铁路轨道按轨枕使用材料可分为（）轨道和混凝土轨枕轨道 A．铁枕 B．木枕 C．铜枕 D．不锈钢

总结答案——车辆系统动力学复习题(前八章) (2)

《车辆系统动力学》复习题（前八章） （此复习题覆盖大部分试题。考试范围以课堂讲授内容为准。） 一、概念题 1. 约束和约束方程（19） 一般情况下，力学系统在运动时都会收到某些集合或运动学特性的限制，这些构成限制条件的具体物体称为约束。用数学方程所表示的约束关系称为约束方程。 2. 完整约束和非完整约束（19） 如果约束方程仅是系统位形和时间色解析方程，则这种约束称为完整约束。如果约束方程不仅包含系统的位形，还包括广义坐标对时间的导数或广义坐标的微分，而且不能通过积分使之转化为包含位形和时间的完整约束方程，则这种约束就成为非完整约束。 3. 车轮滑动率（30-31） 车轮滑动率表示车轮相对于纯滚动（或纯滑动）状态的偏离程度，是一个正值。驱动工况时为滑转率；被驱动（包括制动，常以下标b 以示区别）时称为滑移率，二者统称为车轮的滑动率。 其中100%100%d w d w d w u u u ωωω-?????-???? r 驱动时：s=r r 制动时：s=式中：d r 为车轮滚动半径；w u 为伦锌前进速度（等于车辆行驶速度）；ω为车轮角速度 4. 轮胎侧偏角（31） 轮胎侧偏角是车轮回转平面与车轮中心运动方向的夹角，顺时针方向为正，用α表示。 5. 轮胎径向变形（31） 轮胎径向变形是车辆行驶过程中遇到路面不平度影响时而使轮胎在半径方向上产生的变形，定义为无负载时轮胎半径t r 与负载时轮胎半径tf r 之差。即: t tf r r ρ=- 6. 轮胎的滚动阻力系数（40） 轮胎滚动阻力系数等于相应的载荷作用下滚动阻力R F 与车轮垂直载荷,z w F 的比

值即：,R R z w F f F = 7. 轮胎驱动力系数与制动力系数（50） 驱动时驱动力 x F 与法向力z F 之比称为轮胎驱动力系数μ；在制动力矩作用下，制动力bx F 与轮胎法向载荷z F 的比值为轮胎制动力系数b μ。 8. 边界层（70） 当流体绕物体流动时，在物体壁面附近受流体粘性影响显著的薄层称为“边界层”。 9. 压力系数（74） 定义车身某电的局部压力p 与远处气流压力p ∞间的压差与远处气流压力p ∞之 比为压力系数p C 。即p p p p C p p ∞∞∞ -?== 10. 风洞的堵塞比（77） 车辆迎风面积与风洞送风横断面面积之比称为风洞的堵塞比。 11. 雷诺数（79） 雷诺数v Re L v = 式中：v 是气流速度，L 是适当选择的描述流体特性的长度，v 为流体的运动粘度 12. 空气阻力系数（82-83） 空气阻力系数 D C 为单位动压单位面积的空气阻力。F F /=D D D A C Aq q ∞∞= 式中：F D 为空气阻力（单位N ），A 为参考面积（单位2m ），通常采用汽车的迎风面积；q 为动压力（单位Pa ）等于2/2a u ρ 13. 旋转质量换算系数（88） 旋转质量换算系数 21i i v d m r δΘ= + 式中：i Θ表示等效的旋转质量转动惯量，d r 驱动轮滚动半径，v m 车辆整备质量

车辆系统动力学报告

垂直动力学部分 题目：以车辆整车模型为基础，建立车辆1/4模型，并利用模型参数进行： 1）车身位移、加速度传递特性分析； 2）车轮动载荷传递特性分析； 3）悬架动挠度传递特性分析； 4）在典型路面车身加速度的功率谱密度函数计算； 5）在典型路面车轮动载荷的功率谱密度函数计算； 6）在典型路面车辆行驶平顺性分析； 7）在典型路面车辆行驶安全性分析； 8）在典型路面行驶速度对车辆行驶平顺性的影响计算分析； 9）在典型路面行驶速度对车辆行驶安全性的影响计算分析。 模型参数为：m 1= 25 kg；k 1 = 170000 N/m；m 2 = 330 kg；k 2 = 13000 (N/m)；c =1000Ns/m 本文拟定应用Matlab/Simulink软件进行分析计算。 1.建模及运动方程 依据课程题目的要求，以Matlab/simulink为仿真平台，建立具有两自由度的1/4车辆模型，如图1所示。 图1双自由度的车辆1/4简化模型 上图中汽车的悬挂（车身）质量m 2 = 330 kg；非悬挂（车轮） 质量m 1= 25 kg；弹簧刚度k 2 = 13000 N/m；轮胎刚度k 2 = 13000 (N/m)； 减震器阻尼系数C=1000Ns/m。

车轮与车身垂直位移坐标分别为1z 、2z ，坐标原点选在各自平衡位置，其运动学方程为： 0)()(z 1221222=-+-+z z K z z c m 0)()()(z 112122111=-+-+-+q z K z z K z z c m 根据运动学方程，通过Matlab/Simulink 建立模型，如图2所示: 图2 Matlab/Simulink 仿真图 2. 模型分析 2.1 车身位移、加速度传递特性分析 2.1.1车轮位移 车轮位移1Z 对q 的频率响应函数为： []2 112 2121232142122211)()() (q z K K w jCK w K m K K m w m m jC w m m K jCw w m K ++++-+-++-= 22100000017000000607150035500825221000000170000005610000q z 23421++--++-=jw w jw w jw w 系统传递函数为：

《车辆系统动力学》教学大纲

《车辆系统动力学》教学大纲 Primary theories of V ehicle system dynamics 课程编号： 适用专业：铁道机车车辆课程层次及学位课否：必修课 总学时：32 学分数：2 执笔者：任尊松金新灿 一、课程性质和任务 本课程主要面向本科三年级学生开设，其目的是让学生从动力学角度了解、掌握铁道车辆动力学基本理论和准则。 由于车辆的运行性能主要决定于悬挂装置中诸如弹簧和各种弹簧元件、减振器、弹簧支承以及各种拉杆、定位装置等的结构型式的选择是否合理，设计参数是否选用恰当；因此，本课程将围绕采取哪些措施来提高或获得车辆系统优良的动力学性能来讲解。 二、内容简介和学时分配 第一章概论（2课时） §1-1 研究内容和目的（20分钟） §1-2 车辆动力学研究与实践（30分钟） §1-3 铁路发展趋势（15分钟） §1-4 我国铁路高速技术发展（20分钟） §1-5 铁道部技术引进与动车组（15分钟） 重点：铁道车辆动力学研究目的和世界轮轨铁路发展趋势 第二章世界轮轨高速（2课时） §2-1 世界轮轨高速铁路（40分钟） §2-2 高速列车十大关键技术（60分钟） 重点：高速列车的高性能转向架技术、牵引与制动技术、轻量化技术等 难点：自动控制监测与诊断技术 第三章车辆动力性能与评判标准（2课时） §3-1 车辆运行安全性及其评估标准（50分钟） §3-2 车辆运行品质及其评估标准（50分钟） 重点：GB5599-1985中关于脱轨系数、减载率、轮轨横向力等安全性指标和舒适性指标的限定标准。 难点：脱轨系数、减载率求解公式推导。 第四章车辆系统动力学结构模型（2课时） §4-1 车辆系统基本结构（25分钟） §4-2 车辆系统振动自由度（35分钟） §4-3 车辆系统数学模型（40分钟） 重点：车辆定距、轴距、车轮名义半径、车轮踏面、轮缘等基本概念和车辆运动自由度定义。 第五章轮轨踏面设计与接触几何关系（2课时）