车辆随机振动

机车车辆设备振动和冲击试验试验方法及标准目录目录 (2)一、绪论 (3)二、总则 (3)1、功能性随机振动试验 (3)2、模拟长使用寿命试验 (3)3、冲击试验 (3)三、试验顺序 (3)四、固定方法 (3)五、测试方法及要求 (3)1、功能性随机振动试验 (3)2、模拟长使用寿命试验 (4)3、冲击试验 (5)一、绪论依据：IEC 61373：2010阐述了安装在机车车辆内的机械设备、电气设备、电子设备和结构部件（以下统称为机车车辆设备）的随机振动试验和振动试验要求。

该标准中的各试验都旨在证明，被试设备在铁路机车车辆正常的环境条件下承受振动的能力。

试验之后，只要不出现机械损坏或性能降低，则可以认为符合该标准。

二、总则1、功能性随机振动试验功能性随机振动试验量级是施加的最小的试验量级，是为了证实，机车车辆设备在车上运营中可以出现的条件下，被检测机车车辆设备功能正常。

厂家和最终用户必须就功能正常发挥的程度达成协议。

功能试验不适用于在模拟的使用条件下进行全面的性能评估。

2、模拟长使用寿命试验该试验旨在证明在增强了机车车辆设备的工作条件下它的机械完好性。

不要求提供该种条件下的功能证明。

3、冲击试验冲击试验是用来模拟少数的工作情况。

在试验期间没有必要证实机车车辆设备的功能。

但是必须提供工作状态没有变化、没有机械位移和损坏的证明。

上述这几点在试验报告中必须明确地加以说明。

三、试验顺序1.模拟的寿命试验→→2冲击试验→→3.运输试验和操作试验→→4.功能型随机试验四、固定方法必须将待检测的设备用标准的、含弹性夹持在内的紧固件直接固定或者通过夹具固定在试验机上。

由于紧固方法对获得的结论可能有很大的影响，所以在试验报告中必须清楚指出实际选用的紧固方法。

如果没有其它协议，必须尽可能地在其规定的工作位置对机车车辆设备进行试验，不得采取特殊的预防措施，来预防磁干扰、热的影响作用或者其它的影响试件的工作和工作性能的因数。

随机振动控制技术研究与应用随机振动控制技术是工程与科技领域中一个广泛应用的技术。

通过控制系统来抑制结构物或者机械系统的振动，从而减少振动、降低噪声、提高系统的安全性能和可靠性能。

该技术的应用领域非常广泛，除了可以应用在建筑物和桥梁的结构控制上、车辆、飞机、火箭等的振动控制上，还可以应用在电力系统、化工系统等领域。

本文将从技术的原理、系统设计、控制算法及其应用等多个方面详细的探讨随机振动控制技术。

一、技术原理振动控制的原理是通过对系统的外部激励源进行反馈控制，不断改变控制量，从而使振动系统达到一定的控制目标。

要做到这一点，需要对控制对象了解其振动特征。

对于随机振动，由于随机力量的不同、振动的幅值和频率也会不同，这使得其振动特征非常复杂。

通常情况下，对于随机振动的控制，需要使用随机控制策略。

随机控制的主要思想是通过控制算法，从随机振动中提取出信号的统计特征，形成反馈控制的基础。

这种统计方法通过建立振动模型，然后利用传感器对振动信号进行采集，通过滤波、分析和处理等方法进行预处理。

之后根据不同的控制目标，选择合适的控制方法，进行控制操作，以达到控制目的。

二、系统设计随机振动控制系统的设计通常需要结合控制对象的特性进行，也需要考虑在实际应用中需要的可靠性、复杂度及经济性等因素。

在具体系统设计中，需要考虑以下几个方面：1. 选择适当的传感器：振动控制系统需要选择适当的传感器进行数据采集和测量。

传感器的选择可以根据传感器的类型、输出信号、精度、响应时间、灵敏度等参数来进行。

2. 选择适当的控制器：控制器的选择要根据控制要求、系统复杂度、计算速度等因素来决定。

通常，选择可编程控制器或数字信号处理器进行控制。

3. 选择适当的执行器：执行器是振动控制系统的重要组成部分，对其的选择要根据控制要求和系统特点来决定。

常用的执行器有压电陶瓷、电液伺服阀、扬声器和电动马达等。

三、控制算法在实际应用中，随机振动控制系统常常采取不同的控制算法进行控制操作。

汽车振动试验标准汽车振动试验标准是评估汽车性能和安全性的重要手段之一。

它通过模拟车辆在实际行驶过程中所受到的各种振动情况，对汽车的结构强度、悬挂系统、底盘系统等进行测试和评估。

本文将介绍汽车振动试验标准的相关内容，包括试验方法、试验参数、试验设备等。

一、试验方法汽车振动试验通常采用台架试验的方式进行。

首先，将汽车安装在振动试验台架上，通过模拟道路不同工况下的振动情况，对汽车进行振动试验。

试验过程中，可以根据需要进行不同频率和幅值的振动加载，以模拟不同路况下的振动情况。

二、试验参数在进行汽车振动试验时，需要确定一些试验参数，以确保试验结果的准确性和可比性。

这些参数包括振动频率、振动幅值、试验时间等。

振动频率是指振动的周期性重复次数，通常以赫兹（Hz）为单位表示。

振动幅值是指振动的最大偏移量或位移量，通常以毫米（mm）为单位表示。

试验时间是指进行振动试验的时间长度，通常以小时为单位表示。

三、试验设备进行汽车振动试验需要一些专用的试验设备。

其中，振动试验台架是最基本的设备之一。

它可以通过电机或液压系统产生不同频率和幅值的振动，并将其传递给汽车。

另外，还需要一些测量设备，如加速度计、位移传感器等，用于测量和记录汽车在振动试验过程中的加速度、位移等参数。

四、试验内容汽车振动试验主要包括结构强度试验和悬挂系统试验两个方面。

1. 结构强度试验结构强度试验是评估汽车各个组成部分在振动加载下的强度和可靠性。

在这个试验中，汽车将经受不同频率和幅值的振动加载，以检查其结构是否能够承受实际行驶过程中的振动情况。

同时，还可以通过测量和记录汽车在振动试验过程中的加速度、位移等参数，来评估其结构的变形情况。

2. 悬挂系统试验悬挂系统试验是评估汽车悬挂系统在振动加载下的性能和可靠性。

在这个试验中，汽车将经受不同频率和幅值的振动加载，以模拟实际行驶过程中的路面不平情况。

通过测量和记录汽车在振动试验过程中悬挂系统的变形、位移等参数，可以评估其对路面不平的适应能力和减震效果。

汽车零件振动试验方法
汽车零件振动试验方法通常有以下几种：
1. 正弦振动试验：在特定频率下对汽车零件进行正弦振动，以模拟实际使用环境中的振动情况。

通常使用振动台或振动器来产生振动，并使用加速度计或位移传感器来测量振动参数。

2. 随机振动试验：通过在特定频率范围内产生随机振动信号，以模拟实际使用环境中的随机振动情况。

通常使用振动台或振动器来产生振动信号，并使用加速度计或位移传感器来测量振动参数。

3. 冲击振动试验：通过施加冲击或冲击负载来模拟实际使用环境中的冲击振动情况。

通常使用冲击台或冲击器来产生冲击负载，并使用加速度计或位移传感器来测量振动参数。

4. 路面模拟试验：将汽车零件安装在路面模拟装置上，通过模拟不同路况下的振动，以评估零件的耐久性和可靠性。

通常使用液压或气压系统来模拟路面振动，并使用加速度计或位移传感器来测量振动参数。

这些试验方法可以根据具体的需求和试验目的进行选择和组合使用，以评估汽车零件在振动环境下的性能和可靠性。

车桥耦合系统随机振动的时域显式解法车桥耦合系统是指由汽车和其所搭载的车轮组成的一个复杂机械系统。

在运动过程中，车轮与车桥的振动相互耦合，导致系统的动态行为产生很多问题，如振动、噪声和疲劳等。

因此，对车桥耦合系统的振动行为进行研究，有助于优化车辆的设计和改善乘坐舒适性。

在研究车桥耦合系统的随机振动问题时，我们常常使用时域显式解法来模拟系统的动态响应。

时域显式解法是一种基于运动微分方程的数值算法，通过离散化时间和空间域，将连续的变化转化为离散的数值计算，从而得到系统在任意时刻的状态。

时域显式解法的核心思想是将系统的运动微分方程转化为差分方程，然后通过迭代计算，得到系统随时间的演化过程。

在车桥耦合系统的研究中，我们通常需要考虑多个关键因素，如车辆的行驶速度、路面的不平度、车轮和车桥的刚度等。

这些因素会影响车辆的振动频率、振幅和相位差，因此在建立数学模型时需要充分考虑这些因素的影响。

在进行数值计算时，我们需要确定合适的时间和空间离散化步长，以保证计算结果的准确性和稳定性。

同时，我们还需要选择合适的数值方法，如欧拉法、Runge-Kutta法等，来对差分方程进行求解。

这些数值算法能够有效地模拟车桥耦合系统的振动行为，并提供详细的振动参数信息。

通过时域显式解法，我们可以得到车桥耦合系统在任意时刻的振动状态，进而分析振动的特征和规律。

这些信息对于优化车辆的设计和改善乘坐舒适性具有重要的指导意义。

例如，我们可以通过调整车辆的悬挂系统来降低振动的幅值和频率，从而提高车辆的乘坐舒适性。

此外，对于道路设计者来说，我们可以利用时域显式解法来评估不同路面的影响，从而为道路建设提供参考依据。

总之，时域显式解法是研究车桥耦合系统随机振动问题的重要方法，它能够提供详细的振动信息和参数，对于优化车辆设计和改善乘坐舒适性具有重要的指导意义。

通过深入研究和应用时域显式解法，我们可以不断改进车辆的设计和道路的建设，进一步提升车辆的性能和乘坐舒适度。

某特种车辆车架的随机振动分析随着科技的发展和世界经济的迅速发展，特种车辆已经被广泛应用于国防、工程、运输、消防等领域。

特种车辆的车架是其核心组件之一，它的强度、刚度和振动特性对车辆的运行安全和可靠性有着重要的影响。

因此，对特种车辆车架进行随机振动分析具有重要意义。

首先，在特种车辆的运行中，车架会受到不同频率的外力作用，如道路不平、风荷载、悬挂系统等。

这些外力将导致车架发生振动。

考虑到车架的复杂结构和各种外力的复杂作用，使用有限元数值计算方法进行随机振动分析是一种较为有效的方法。

通过有限元方法，可以将车架系统建模为一个由节点和单元组成的有限元模型，然后给每个单元分配材料和截面尺寸，建立其刚度矩阵和质量矩阵。

在此基础上，可以利用随机振动分析软件对车架的振动响应进行计算和分析。

在随机振动分析中，需要对车架受到的外力进行时间-频率分析，将其转换为一个随机过程。

同时，需要考虑车架的地基支撑，悬挂系统和制动力的影响，提取出车架系统的固有频率和阻尼比。

在求解过程中，可以利用快速离散傅立叶变换（FFT）算法进行计算，以提高计算效率和精度。

通过随机振动分析可以获得车架的模态特征、主要振动模态及其振幅、频率和阻尼比等重要参数。

此外，还可以计算车架的最大动应力、应力幅值等振动响应指标，以评估车架的安全性和可靠性。

特种车辆车架在设计和优化中，可以根据振动分析结果进行计算机辅助设计优化，以提高其强度和刚度，并减少振动问题。

综上所述，随机振动分析对特种车辆车架的设计和优化具有重要意义。

它可以为车架的设计提供重要参考数据，从而提高车辆的运行安全和可靠性。

同时，也为车架振动控制研究提供了基础和途径。

针对特种车辆车架的随机振动分析，需要准确的数据作为输入。

以下是一些可能涉及到的相关数据：1.车架的几何形状和结构参数：车架的形状、尺寸、壁厚等。

2.车架的材料力学参数：比如钢的弹性模量、杨氏模量、泊松比、屈服点等。

3.载荷数据：特种车辆在使用中受到各种载荷作用，如路面不平、风荷载、悬挂系统等，需要具体记录和测量。

impulse response function;"脉冲响应函数" 英文对照1、h(t)是在初始时刻作用以单位脉冲而使单自由度系统产生的响应,所以称为脉冲响应函数.1·1·2频率响应函数H(ω)=1k -ω2m+iωcH(ω)是角频率为ω的单位简谐激励所引起的结构稳态简谐响应的振幅,称为频率响应函数,也称为转换函数 文献来源2、 Y εi,jtt+s 作为时间间隔s 的一个函数,度量了在其他变量不变的情况下Yi,t+s 对Yj,t 的一个脉冲的反应,因此称为脉冲响应函数 文献来源"脉冲响应函数" 在学术文献中的解释 frequency response function;"频率响应函数" 英文对照1、频率响应函数是指系统输出信号与输入信号的比值随频率的变化关系它是衡量高速倾斜镜工作性能的一个重要指标.通过抑制谐振峰可以改善高速倾斜镜的使用性能 文献来源2、经傅利叶变换,得到频域内的导纳(一般用速度导纳来表示)表达式Hv(ω)=v(ω)F(ω)=jω-ω2M+jωC+K(2)H(ω)又称为频率响应函数 文献来源3、y （t ）＝A0eiωty （t ）＝iωA0eiωt （6）将（6）代入（3）得A0eiωt （RCiω＋1）＝Ajeiωt （7）和A0Aj ＝1RCiω＋1＝U （iω）（8）U （iω）称为频率响应函数文献来源"频率响应函数" 在学术文献中的解释transfer function of; transfer function; transfer function - noise;"传递函数" 英文对照1、由于传递函数的定义是两个拉普拉斯变换之比,所以使用时必须准确知道传递函数的类型,即,是位移、速度,还是加速度传递函数,才能避免出错 文献来源2、而传递函数的定义是两个分量之比为两个传感器之间优势波的传递函数.它给我们的启发是任取两个已知传感器组成一个传递函数通过分析传递函数的特征可以判断两个分量的优势波和非优势波 文献来源"传递函数" 在学术文献中的解释3、而传递函数的定义是两个分量之比为两个传感器之间优势波的传递函数.它给我们的启发是任取两个已知传感器组成一个传递函数通过分析传递函数的特征可以判断两个分量的优势波和非优势波文献来源4、线性时不变系统(LinearTimeInvariantSystem简称为LT.I系统)的传递函数可以定义为:在零初始条件下输出量的拉普拉斯变换式与输入量的拉普拉斯变换式之比文献来源5、一s),这万关系一般称为传递函数.传递函数一般以实验或现场实测资料为基础提出简化的表达式或直接利用实测曲线形式.当实测的传递函数形式复杂时,则需利用平衡条件和协调原则,通过反复试算以求桩身轴向力和桩侧摩阻力(即位移协调法)文献来源6、一对傅氏变换,即H(ejω)=F[h(n)]=∑∞n=-∞h(n)e-jωn(5a)h(n)=12π∫π-πH(ejω)·eωndω(5b)在线性系统理论中,将零初始状态下系统的输出和输入的Fourier变换的比值定义为系统的频响函数(Laplace变换的比值称为“传递函数”)文献来源7、（3）传递函数的定义是在、条件下,、系统输出拉氏变换与.拉氏变换之比.（4）提高系统的开环增益可以降低、,但是这样会降低系统的文献来源8、当初始条件为零时,其传递函数定义是.该系统总的开环传递函数以）二Gl （）＊.（）·输出的拉氏变换_._、_._._文献来源9、其传递函数定义为:.f_、李一i…n、乙)=山Cjzi=0s(t一门=591盯一详妙))J 式中sgn(.)代表一个限幅器,f(.)是由信道传递函数,噪声分布以及均衡器阶数共同决定的最优决策函数文献来源10、传递函数是指对一个线性非时变系统系统零状态响应的拉氏变换与激励的拉氏变换之比.由于电路简单只需简单调节频率范围及灵敏度即可工作调节方法及过程不再赘述文献来源11、f(·)称为传递函数.每个节点的传递函数f(x)是没有定式的,通常是在(0,1)或(-1,1)内连续取值的单调可微分的函数,常用指数或正切等一类S状曲线(sigmoid)来表示12、单位阶跃响应的拉氏变换称为传递函数.文献来源13、9)单位阶跃响应的拉氏变换称为传递函数.10)系统的极点分布对系统的稳定性是有比较大的影响的.11)直流信号的傅立叶频谱是冲击函数文献来源14、(:)则传递函数可定义为:、.户J一、.了Z口吸、一z…、G(s)=据此定义以两相四拍混合式步进电机为例两相同时励磁情况如图3一4所示转子稳定平衡位置处于“一合处文献来源15、f()称为传递函数.神经元网络是由大量的神经元广泛互连而成的网络.根据连接方式的不同,神经网络可分为两大类:没有反馈的前向网络和相互结合型网络文献来源16、这些非线性弹簧的应力-应变关系,即表示桩侧阻力qs(或桩端阻力qp)与位移s的关系,一般称为传递函数.文献来源17、_厂(-)称为传递函数.1-2BP学习算法及其修正设输入学习样本为P个,即x‟,jf2,.,r,其对应的教师为,l,产,.,广,将实际输出文献来源18、这些非线性弹簧的应力-应变关系,即表示桩侧阻力qs(或桩端阻力qp)与位移s的关系,一般称为传递函数.第2类模型是由毛细管束排列模型化,通常称为毛细管或网络模型[36]文献来源19、)称为传递函数.3傅立叶变换及脉冲响应方法传递函数在脉冲响应分析中具有重要作用.利用以下三个公式可以确定图像上每个像素代表的实际大小,Rs 即是最终求得的值[4,5]文献来源20、f(ui)——单调上升的有限值函数,称为传递函数.f(ui)通常取如下非线函数的形式:f(ui)=11+eui(2)式中,为非线性因子文献来源21、5),这一关系一般就称为传递函数.利用已知的桩侧和桩底荷载的传递函数,求解传传递函数的基本微分方程窘=丧出,如0一A口Ep…、…‟～…式中,u为桩截面周长22、…,n)是从其它细胞传来的输入信号,iθ为阈值,wji 表示从细胞j 到细胞i 的连接权值,f(·)称为传递函数.在进行普通高校大学生身体素质测试评估中,设y 为学生评估成绩,x=[x1,x2 文献来源23、厂一——称为传递函数.对每一频率分量人将式(1-5)对甲进行积分JP 人)一]入(人,叨印一厂(人)1S..p+ct(t=l,2,.,nip>0)(l)式(1)称为p 阶自回归模型,记为AR(p) 文献来源vibration; oscillation; vibrating;振动" 英文对照1、房中家所谓女子“八动”之一。

通⽤运输随机、国际相关标准随机振动功率谱密度曲线及数据附录 A（资料性附录）通⽤运输随机振动功率谱密度曲线及数据A.1 图A.1是ISO 13355:2016中公路随机振动功率谱密度曲线。

0.00010.0010.010.1功率谱密度g ^2/H zA.2 图A.1注：推荐每个运输轴向⾄少振动30分钟，并且并未提供运输距离与振动时间的关系。

附录 B（资料性附录）国际相关标准随机振动功率谱密度曲线及数据B.1ISTA 3A-2018车辆随机振动的功率谱密度曲线和数据。

B.1.1图B.1是ISTA 3A-2018车辆随机振动的功率谱密度曲线。

B.2 ASTM D4169-2016卡车随机振动的功率谱密度曲线和数据。

B.2.1 图B.2是ASTM D4169-2016卡车随机振动不同严酷⽔平的功率谱密度曲线。

附录 C（资料性附录）中国公路运输和京沪铁路运输随机振动功率谱密度曲线及数据C.1 钢簧减振卡车在中国部分地区公路上不同运输⽅式的⼏种不同严酷⽔平的振动强度的功率谱密度曲线和数据。

C.1.1 图C.1是中国公路运输钢簧减震车的功率谱密度曲线。

0.00010.0010.010.1功率谱密度g ^2/H zC.1.2 图C.1注1：应根据产品的价值，预期能够承受危害的程度、货运单元的数量、运输环境的相关信息或其它准则确定试验强度严酷⽔平，严酷⽔平Ⅰ为强度最⼤，严酷⽔平Ⅲ为强度最⼩，严酷⽔平Ⅱ为⼀般⽔平，通常推荐严酷⽔平Ⅱ。

注2：运输距离不明的情况下，推荐试验时间为180分钟。

注3：如果已知包装件的运输总距离，也可按照以下经验公式推算试验时间；t=S/K式中：t——试验时间，单位为分钟（min）；S——运输总距离，单位为千⽶（km）；K——试验时间估算常数，K取6，单位为千⽶每分钟（km /min）。

C.2 采集的京沪铁路⾏李车实际垂直轴向振动数据的功率谱密度曲线和数据。

C.2.1图C.2京沪铁路⾏李车垂直轴向的功率谱密度曲线。

附 录 A（资料性附录）通用运输随机振动功率谱密度曲线及数据A.1 图A.1是ISO 13355:2016中公路随机振动功率谱密度曲线。

0.00010.0010.010.1功率谱密度g ^2/H zA.2 图A.1注：推荐每个运输轴向至少振动30分钟，并且并未提供运输距离与振动时间的关系。

附录 B（资料性附录）国际相关标准随机振动功率谱密度曲线及数据B.1ISTA 3A-2018车辆随机振动的功率谱密度曲线和数据。

B.1.1图B.1是ISTA 3A-2018车辆随机振动的功率谱密度曲线。

B.2 ASTM D4169-2016卡车随机振动的功率谱密度曲线和数据。

B.2.1 图B.2是ASTM D4169-2016卡车随机振动不同严酷水平的功率谱密度曲线。

附 录 C（资料性附录）中国公路运输和京沪铁路运输随机振动功率谱密度曲线及数据C.1 钢簧减振卡车在中国部分地区公路上不同运输方式的几种不同严酷水平的振动强度的功率谱密度曲线和数据。

C.1.1 图C.1是中国公路运输钢簧减震车的功率谱密度曲线。

0.00010.0010.010.1功率谱密度g ^2/H zC.1.2 图C.1注1：应根据产品的价值，预期能够承受危害的程度、货运单元的数量、运输环境的相关信息或其它准则确定试验强度严酷水平，严酷水平Ⅰ为强度最大，严酷水平Ⅲ为强度最小，严酷水平Ⅱ为一般水平，通常推荐严酷水平Ⅱ。

注2：运输距离不明的情况下，推荐试验时间为180分钟。

注3：如果已知包装件的运输总距离，也可按照以下经验公式推算试验时间；t=S/K式中：t——试验时间，单位为分钟（min）；S——运输总距离，单位为千米（km）；K——试验时间估算常数，K取6，单位为千米每分钟（km /min）。

C.2 采集的京沪铁路行李车实际垂直轴向振动数据的功率谱密度曲线和数据。

C.2.1图C.2京沪铁路行李车垂直轴向的功率谱密度曲线。