下载文档原格式
高速列车系统振动与控制一、引言高速列车系统的振动控制是确保列车运行安全和乘客乘坐舒适的关键方面。
随着科技的进步和交通需求的增加，高速列车系统的振动控制变得越来越重要。
本文将探讨高速列车系统振动产生的原因、振动对列车和乘客的影响以及常用的振动控制方法。
二、高速列车系统振动的产生原因1. 轮轴不平衡：列车行驶时，轮轴不平衡会引起车轮的振动，从而影响列车的稳定性和乘坐舒适度。
2. 风振效应：当列车在高速行驶过程中，空气会对车体产生较大的压力，导致列车产生振动。
3. 轨道不平整：由于各种原因，轨道的平整度可能受到影响，使得列车在行驶过程中产生振动。
三、高速列车系统振动对列车和乘客的影响1. 安全性影响：过大的振动会导致列车脱轨的风险增加，给列车的安全性带来威胁。
2. 乘坐舒适度降低：列车系统振动会给乘客带来不适感，降低乘坐舒适度，影响乘客的旅行体验。
3. 能耗增加：振动会导致列车系统产生额外的摩擦损失，从而增加列车的能耗。
四、高速列车系统振动控制方法1. 轮轴动平衡技术：采用动平衡技术，对轮轴进行精确的平衡处理，减小轮轴不平衡对列车振动的影响。
2. 主动控制技术：利用传感器对列车系统振动进行监测，通过反馈机制实时调整列车的振动状态，提高系统的稳定性和舒适度。
3. 隔振技术：在列车和轨道之间安装隔振装置，有效减少振动的传递，降低振动对车辆和乘客的影响。
4. 轨道平整度维护：加强对轨道的维护和检修，保持轨道的平整度，减少由于轨道不平整引起的列车振动。
五、结论高速列车系统振动控制是确保列车运行安全和乘客乘坐舒适的关键措施。
通过轮轴动平衡技术、主动控制技术、隔振技术以及轨道平整度维护等方法，可以有效减少列车系统振动对列车和乘客的影响，提高列车的安全性和乘坐舒适度。
未来，随着技术的进一步发展，高速列车系统振动控制技术将得到进一步的完善和应用。
高铁车辆车体振动因素分析高铁是现代交通工具中的一种重要形式，其快速、便捷、舒适的特点受到了广大乘客的喜爱。
在高铁列车运行过程中，车体振动是一个重要的问题，它直接关系到乘客的安全和舒适度。
对高铁车体振动因素进行分析具有重要的理论和实际意义。
一、高铁车体振动的分类高铁车体振动主要可以分为两种类型：垂向振动和横向振动。
垂向振动是指车体在行驶过程中上下方向的振动，而横向振动是指车体在行驶过程中左右方向的振动。
这两种振动形式都会对乘客的舒适度造成一定的影响，因此有必要对其进行深入分析。
1. 铁路线路因素：铁路的铺设质量、路基的平整程度、轨道的直线度和平曲线的铺设都会直接影响到高铁列车的振动情况。
如果铁路线路设计和维护不当，会导致高铁列车在行驶过程中产生较大的振动，影响乘客的舒适度。
2. 车辆结构因素：高铁列车的车体结构、悬挂系统、减振装置等都会对车体振动产生影响。
如果车辆结构设计不合理或者减振装置维护不当，都会导致车体振动加剧，进而影响列车的舒适性。
3. 运行速度因素：高铁列车的运行速度是直接影响车体振动的重要因素。
一般来说，高速行驶会导致车体振动加剧，特别是在铁路线路条件较差的情况下，振动情况更为严重。
4. 车厢内部因素：车厢内部的座椅、地板、隔音材料等也会对车体振动产生一定的影响。
良好的座椅设计和隔音材料使用可以有效减轻车体振动对乘客的影响。
5. 环境因素：天气、温度、湿度等环境因素也会对车体振动产生影响。
在高温天气下，铁路线路的膨胀会导致列车的振动情况加剧。
通过对上述因素的分析，可以清楚地了解高铁车体振动的产生原因和影响情况，为解决车体振动问题提供重要的理论依据。
1. 完善铁路线路建设和维护：加强对铁路线路的设计、施工和维护，保证铁路线路的平整度和直线度，避免出现严重的凹凸和平曲线问题，从而减轻高铁车体的振动。
2. 优化列车车体结构和减振装置：对高铁列车的车体结构和减振装置进行优化设计和维护，提高列车的稳定性和行驶平顺度，减轻车体振动对乘客的影响。
车辆蛇形运动稳定性及运行振动分析1、车辆蛇形运动稳定性具有一定他面形状的轨道轮对即使沿着平直轨道运转，受到微小激扰后就会产生一种振幅保持现状或继续增大直道轮缘受到约束的特有运动，此时轮对向前滚动一面横向往摆动，一面又绕铅锤中心来回转动，其轮对中心轨迹呈波浪形，称蛇形运动，当激扰消失而剧烈的蛇形运动不能收敛时，则称蛇行失稳。
表面上轮对并未受到钢轨的纵向或横向位移激振，实际上这是一种自激振动，试论对对钢轨的相对运动产生了内部激振力，由这种激振力维持轮对相对运动，由机车牵引力提供的非振动能量由于轮轨间的自激机制转换为蛇形运动的能量。
当车辆运行到某速度时车辆系统中的阻尼无法消耗这种能量。
蛇形运动就失稳，该速度就称为蛇形失稳临界速度，轮轨间的蛇形运动是由等效斜率的踏面产生的，这种踏面避免轮对的轮缘始终贴靠在轨侧运动而采取的自动取中措施，正是这种取中的能力在一定条件下转化为失稳的动力。
在纯粘着滚动假设条件下，由锥形踏面轮对与钢轨间的几何关系可以推导出一个无约束自由轮对的蛇形运动频率W w及波长L w的公式，之后又推出了轴距为2L w的刚性二轴结构转向架的蛇形波长L t及蛇形频率W t的相关公式。
W w = 2πv/L w，L w =2πbr×1/λe2, W t =2πv/L t，影响蛇形运动因素很多，主要有以下几个，1轮对定位刚度，2轮对踏面等效斜率λe，3蠕滑系数，4转向架固定轴距，5中央悬挂装置。
2、车辆运行振动分析车辆垂直振动，城市轨道车辆的转向架通常采用二系悬挂，力求在有限的空间获得柔性，研究表明，车辆的两个自由度简化的垂直振动系统有两个自振频率，低频P1与总静挠度f st有关，而高频P2除与静挠度有关外，还与刚度及车体质量和簧上部分质量之比有关。
低频对应的振动型为车体与构架做相同振动，而高频振动对应车体与构架做反向振动，车体以低频振动为主，而构架则以高频振动为主干线客车及地铁轻轨车辆的两系垂直总挠度通常均在160mm以上。
高铁车辆车体振动因素分析高铁作为国内最先进的铁路交通工具之一，其车辆系统的牵引系统、制动系统、悬挂系统以及车体本身等都受到了广泛的研究。
其中，车体振动是高铁运行中重要的因素之一，它直接关系到行车质量、安全性以及运行稳定性。
因此，对高铁车体振动因素进行分析具有重要的理论和实际意义。
本文将就高铁车体振动因素做一详细分析。
1、高铁车体振动形式高铁车体振动一般包括车体纵向振动、横向振动、垂向振动以及部位极易引起振动，诱发动态力的部位振动等。
其中，车体纵向振动与高速通过曲线时的横向往复摆动有关，其振动波形呈现出类似于正弦波一样的周期性变化。
而横向振动则与幕墙系统以及车轮间间距的不同等因素有关。
垂向振动是车辆制动换向、车轮出轨、松软路基条件下的运行等因素引起的。
部位极易引起振动，诱发动态力的部位振动又分为轮轴振动、轴箱振动等。
高铁车体振动影响因素主要包括动态载荷、悬挂系统的刚度和阻尼特性、车轮与轨道之间的耦合特性以及车体的结构松动等。
其中，动态载荷的大小与列车的速度、曲线路况、大桥高通等因素有关。
悬挂系统对车体振动的影响则是通过其刚度、阻尼及其特性参数来实现的。
车轮与轨道之间的耦合特性是指铁路系统中，车轮与轨道相互作用、耦合时，产生的动态载荷、力学参数及其变化特性。
车体结构松动主要是造成车厢内的共振现象，以及增加车体的有效质量等。
高铁车体振动控制技术主要包括主动振动控制与被动振动控制两类。
被动振动控制主要包括被动悬挂系统、摆闸控制等，而主动振动控制主要包括调速、智能控制技术、振动控制算法等。
其中，主动振动控制技术是未来高速铁路发展的重要方向之一。
通过采用当前最先进的控制技术，如人工智能、控制理论等，可以进一步提高高铁车体振动的控制效果。
总之，高铁车体振动因素是影响高铁运行质量和安全性的重要因素之一，随着科技进步和铁路建设的不断推进，相信高铁车体振动控制技术也会得到不断提高和改进。
一城轨车辆转向架运行性能(1)城轨车辆振动形式及原因1城轨车辆振动形式具有弹性悬挂装置的城市轨道车辆是一个多自由度的振动系统，车辆在运行中产生复杂的振动现象，这种复杂的振动是由若干的基本形式组合的结果。
若将车体视为支撑在弹簧上的刚体，此缸体就称为簧上质量，这通常指车体。
弹簧以下质量称为簧下质量。
这通常指的是轮对轴向装置的质量。
，研究车辆振动时可以通过车体重心o点引3 个互相垂直的坐标x、y、z，此时车体运动有6个独立的运动形式，即沿x、y、z轴三个方向直线运动，车体在空间位置及以θ、Φ、ψ表示绕x、y、z轴的三个回转运动，车体在空间的位置由6个坐标来确定所以车体是一个6个自由度的运动系统。
浮沉振动—即车体沿z轴方向所做的铅垂振动，在某一瞬间，车体各点在铅垂位移相等。
车体平行于原有的平衡位置。
横摆振动—即车体沿y轴方向所做的横向振动，在某一瞬间，车体各点在横向位移相等。
车体平行于原有的平衡位置。
伸缩振动—即车体沿x轴方向所做的纵向振动，在某一瞬间，车体各点在纵向位移相等。
车体平行于原有的平衡位置。
摇头振动—即车体绕z轴作幅角为±ψ的回转运动。
点头振动—即车体绕y轴作幅角为±Φ的回转运动。
侧滚振动—即车体绕x轴作幅角为±θ的回转运动。
2城轨车辆振动原因2.1车辆运行时产生的振动形式对其走行不和其他的重要零部件的强度、运行平稳性和稳定性有着重要的和决定性的影响。
要研究车辆在运行中的振动特性，就需要对引起车辆振动的原因即激振源进行分析，车辆轮对沿钢轨运行时呈现的复杂运动，这种偏离直线的轮对运动就是引起车辆振动的主要激振源。
由于轮轨之间相互作用力大小、轮对运动和车辆振动特性都有直接的关系，因此，首先要了解轨道构造特性。
铁路的构造基本特性铁路由钢轨、轨枕、连接零件、道床及道岔等组成。
轨道的作用是引导列车运行，同时直接承受由车轮传来的机车车辆的重量并把它传递给路基或桥隧建筑物。
铁路轨道可以分为直线轨道和曲线轨道，又可分为木枕轨道和混泥土轨道，并且有普通轨道和无缝轨道之分，不同的轨道有其不同的构造特点，以适应列车正常运行要求，城市轨道中均采用混凝土轨枕及无缝轨道。
高速列车正常行驶时振动特性分析高速列车是现代交通运输领域的重要组成部分，其运行速度和运行平稳性直接影响着人们的出行体验和安全。
随着技术的不断进步，高速列车的运行速度也不断提高，但在实际运行中，高速列车正常行驶时振动特性等问题也逐渐凸显。
本文将对高速列车正常行驶时振动特性进行分析，以期为高速列车的研发和安全提供参考。
一、高速列车振动特性的分类高速列车正常行驶时振动特性主要可以分为三种类型，分别是横向振动、垂向振动和纵向振动。
其中，横向振动是指高速列车在行驶过程中与曲线轨道的侧向相互作用产生的振动，垂向振动则是指高速列车在通过不平顺的轨道结构时产生的上下乘坐的振动，纵向振动则是指高速列车在启动、制动、变速等情况下产生的前后震荡的振动。
这三种振动都会对高速列车的稳定性和乘坐舒适度产生影响。
二、高速列车横向振动的原因与特点高速列车横向振动主要是由于轨道弯曲半径变化、侧风等外部因素以及车体和车轮之间的摩擦阻力等内部因素共同作用产生的。
在横向振动中，横向加速度和横向加速度变化率是评价列车乘坐舒适性的重要指标。
横向加速度越小、横向加速度变化率越平稳，则列车乘坐舒适性越高。
三、高速列车垂向振动的产生原因与特点高速列车垂向振动主要是由于轨道不平顺、不规则铺设等原因引起的，其中包括弯道上下坡、道岔连接处等轨道结构的异常。
在垂向振动中，垂向加速度和垂向加速度变化率是评价列车乘坐舒适性的重要指标。
垂向加速度越小、垂向加速度变化率越平稳，则列车乘坐舒适性越高。
四、高速列车纵向振动的产生原因与特点高速列车纵向振动主要是由于制动、加速、换挡等操作引起的，其中制动时刻的长短、制动力的大小、机车功率等都会影响纵向振动的幅度和频率。
纵向振动主要以纵向加速度为指标，加速度越小、振动越平稳，则列车乘坐舒适性越高。
五、高速列车正常行驶时振动特性的解决措施针对高速列车正常行驶时振动特性，可以采取一些解决措施。
例如，在轨道设计和建设中，尽可能减小轨道曲率半径、缩小轨道高低差、优化道岔连接等措施可以减小对垂向振动的影响。
TRAFFIC AND SAFETY | 交通与安全铁道车辆蛇行稳定性主动控制综述李江利新疆铁道职业技术学院 新疆乌鲁木齐市 830011摘 要： 随着我国交通运输业的不断发展，交通运输载体也都在发展中有了较大的变革,交通运输行业的发展正处于一个日新月异的阶段。
在铁路运输方面的发展，可谓是涉及到很多方面，铁路运输不仅方便了人们的日常交通，在我国国民经济发展中也占有非常重要的地位，这就要从多方面去加强铁道部门的管理。
在铁道车辆中蛇形运动的稳定性是一个非常重要的情况，蛇形运动的频率可以与铁道车辆的运行速度互相融合，互相叠加，也提高了车辆的运行频率。
铁路部门为了更好地改善车辆的运行状态，正在采取相应的措施让车辆与蛇形共振速度保持一致。
关键词：铁道车辆 蛇行稳定性 主动控制 控制算法 测量系统1 引言在现代高速铁道车辆系统中，不同的车辆运行在不同的线路上，在运行线路中有很多的曲线，车辆通过这些曲线时都具有非常良好的舒适性。
车辆在发展的过程中，遵守的基本原则就是高速。
但是车辆的高速运行也会使车轮和轨道之间产生特有的情况，随着车速不断地提高，车辆在运行中产生的能量，就很容易使车辆处于一个蛇形运行的状态。
所以铁路部门正在加大对车辆蛇形稳定性的管理和控制，在车辆的运行速度范围内去考虑车轮踏面锥度的变化。
2 蛇行运行的特性蛇行运动状态的形成原理也是铁道车辆在运行中固有的特点，是由于铁路车辆运行中车轮踏面有锥度，高效的速度给了车轴一个动力，车轮就会对中心线发生横移和转向的变化，整个车辆就会出现横向移动和侧向移动的状态前进，就像蛇的运动。
就算车辆是在普通平整的轨道上行驶，由于轨道与车辆内部的震动能量频率不一样，而且可以互相转换出现特有的能量，也会产生蛇行运动的状态。
蛇行运动的原因是由于车辆在动力学系统中逐渐产生的，与车辆的起动和停止没有关系，影响蛇行运动的主要是车辆的运行速度。
如果离心运动越明显，车辆的运行速度就越快，频率就越大。
