轨道交通车辆动力学基础(一)

1轮轨系统是铁道车辆的核心内容2铁路列车的两种形式：机车和车辆组成，机车提供牵引动力；没有专门机车提供动力，车辆具有牵引力3簧上质量：将车体视为支撑于弹簧上的刚体（车体加载重）簧下质量：弹簧以下的质量，通常指轮对轴箱装置和大多数货车转向架侧架4车体沿坐标轴及绕3个坐标轴振动时，分别给予下列名称（1）伸缩振动：沿x轴方向作纵向振动（2）横摆振动：沿y轴方向作横向振动（3）浮沉振动：沿z轴方向作铅锤振动（4）侧滚振动：车体绕x轴作回转振动（5）点头振动：车体绕y轴作回转振动（6）摇头振动：车体绕z轴作回转振动垂直振动：浮沉和点头振动的组合发生在车体铅垂平面xoz内横向振动：摇头和滚摆振动的组合发生在水平平面xoy内纵向振动：伸缩运动沿车体纵向产生5轴重：车辆每一根轮轴能承受的允许静载（货车21t23t25t客车14t15t16t17t）轴距：同一转向架下两轮轴中心之间的纵向距离(客车/动车组2.5~2.7m,轻轨车辆轴距一般为2.0~2.3m,货车转向架为2.0m）车辆定距：同一车辆两转向架之间的纵向距离，车辆定距决定了车辆长度和载客量（客车/动车组25m，轻轨13m，货车9m）轴箱悬挂：将轴箱和构架在纵向、横向和垂向联结起来、并使两者在这三个方向的相对运动收到相互约束的装置。

一般包括轴箱定位装置和轴箱减振器中央悬挂：将车体和构架/侧架联结在一起的装置，具有衰减车辆系统同振动、提高车辆运行平稳性和舒适性的作用轮对冲角：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，其大小反映了车辆曲线通过能力大小以及难易程度曲线通过：车辆通过曲线时，曲线通过能力的大小，反映在系统通过指标上，主要表现在车辆轮轨横向力，轮对冲角以及轮轨磨耗指数等的大小上6铁道车辆动力学性能一般由转向架性能决定转向架主要功能：（1）提高车辆运行的平稳性与安全性（2）支撑车体，承受并传递车体轮轨间的各种载力及作用力，并使轴重均匀分配（3）车体与转向架之间可以相对转动，便于通过曲线（4）缓和车辆与线路之间的作用，减小振动和冲击7研究车辆运动的目的：了解车辆各部分的位移以及车轮作用在轨道上的力；知道车辆的振动状态（自由振动和强迫振动）8车辆系统动力性能9铁路运输最基本要求：列车运行安全性（主要涉及车辆是否会脱轨和倾覆）车辆脱轨主要分为爬轨脱轨(随着车轮转动，车轮轮缘逐渐爬上轨头引起的脱轨最常见）、跳轨脱轨、掉道脱轨指标：脱轨系数轮重减载率，倾覆系数脱轨系数分为两类：（1）不考虑作用时间的脱轨系数，是将测量或计算得到的轮轨垂向力瞬间值作为轮重值而使用的脱轨系数；（2）考虑时间作用的脱轨系数：不考虑轮重测量或计算波形中产生的剧烈波动仅考虑较平缓部分的值作为轮重值轮缘角越大，脱轨系数临界值越大，摩擦系数越大，脱轨系数临界值越小(1)轮重较小时与其对应的横向力一般较小，计算脱轨系数时受到轮重和横向力测量误差影响较大，因此要获得正确的脱轨系数比较困难(2)垂向力较小时，使用该垂向力和与其对应的横向力得到的脱轨系数很容易达到脱轨临界值；单侧车轮轮重减小时，另一侧车轮轮重会增大，此时极小的轮对冲角变化会导致较大的横向力，增加脱轨的危险性(3)与其说脱轨系数值较大容易导致列车脱轨，不如说轮重减少的越多22为什么说轮对有摇头角时更容易产生两点接触？车当轮对摇头时,大半径车轮较早发生轮缘贴靠;轨底坡影响轮轨初始接触位置和轮轨接触角,从而对轮轨接触几何关系影响较大24轮轨接触几何参数：左右轮实际滚动半径r l,r r;左右轮在轮轨接触点处的踏面曲率半径r wl和r wr;左轨右轨在轮轨接触点处的轨头截面曲率r rl和r rr;左右轮在轮轨接触点的接触角；轮轨侧滚角；轮对中心上下位移25轮轨蠕滑：具有弹性的钢制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26横向蠕滑力与纵向蠕滑率无关，纵向蠕滑力与横向蠕滑率无关27直行轮对自旋现象：车轮向左右方向移动时将产生左右滑动，一侧滚动圆半径变大，另一侧变小，半径大的车轮试图多走，但连接在同一根车轴上，半径较大的车轮向着被拉回的方向方向滑动，半径较小的车轮向行进方向滑动，同时车轮也绕着垂直轴作回转运动，该回转运动使接触面上产声回转滑动28车体和转向架垂直载荷：车辆自重，载重；横向载荷：风力，离心力；纵向载荷：牵引力，制动力车辆运行性能主要决定于悬挂装置以及各种拉杆、定位装置等结构形式的选择是否合理，设计参数选用是否恰当铁道客车车辆一般采用轴箱悬挂和中央悬挂。

城市轨道动力学知识点整理随着城市的发展和交通需求的增加，城市轨道交通成为越来越重要的交通方式。

为了确保城市轨道交通系统的安全和高效运行，掌握一些基本的城市轨道动力学知识是非常重要的。

本文将对一些常见的城市轨道动力学知识点进行整理，以帮助读者更好地了解和应用这些知识。

一、城市轨道交通系统概述城市轨道交通系统是一种基于铁道和电力的现代大众运输系统。

它包括地铁、轻轨和有轨电车等形式，使得城市居民能够方便快捷地出行。

城市轨道交通系统通常由车辆、轨道、供电系统和信号系统等组成。

二、列车的运行基本原理城市轨道交通的列车运行是基于电力驱动的。

列车通过电动机转动车轮推动列车前进。

电能来自供电系统，供电系统通过第三轨或者架空线将电能传送到列车上。

列车的速度通过控制电能的输入和输出来实现。

三、轨道的几何特性城市轨道交通系统的轨道通常是由钢轨组成的。

轨道的几何特性包括轨道的高度、曲线半径、纵向和横向坡度等。

这些特性对列车的运行速度、舒适性和安全性都有一定影响。

四、制动与牵引系统制动与牵引系统是城市轨道交通系统中至关重要的部分。

制动系统用于减速和停车，而牵引系统则用于提供动力。

制动与牵引系统的性能直接影响列车的加速度和制动距离，因此是确保列车运行安全的关键。

五、行车安全与信号系统行车安全是城市轨道交通系统中最重要的问题之一。

为了确保列车的安全运行，信号系统起着关键的作用。

信号系统通过控制信号灯和区段信号器，向车辆提供行车指令和信息。

同时，列车上的自动驾驶系统也能够保证列车的安全性。

六、轨道交通系统的运营与规划城市轨道交通系统的运营和规划需要综合考虑市场需求、运营成本和环境因素等。

轨道交通系统的运营管理包括车辆的维护保养、站点管理和乘客服务等。

同时，还需要进行系统的规划和设计，确保系统的扩建和改造能够满足未来的需求。

七、城市轨道交通的发展与挑战城市轨道交通系统在提供便利的同时也面临着一些挑战。

城市轨道交通的发展需要克服土地利用和资金等问题。

车辆动力学基础第一章1．车体在空间的位置由6个自由度的运动系统描述。

浮沉、摇头、点头、横摆、伸缩、侧滚2．轴重：铁道车辆的轴重是指车辆每一根轮轴能够承受的允许静载。

3．轴距：是指同一转向架下两轮轴中心之间的纵向距离。

4．轴箱悬挂：是将轴箱和构架在纵向、横向以及垂向联结起来、并使两者在这三个方向的相对运动受到相互约束的装置。

5．中央悬挂：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。

6．曲线通过：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．自由振动：是指在短时间内，由于某种瞬间或过渡性的外部干扰而产生的振动，其振动振幅如果逐渐变小，该系统将趋于稳定；相反，若振幅越来越大，则系统将不稳定。

第二章1．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）以及通过曲线能力等。

2．车辆脱轨根据过程不同大体可分为爬轨脱轨、跳轨脱轨、掉道脱轨。

3．目前我国车辆部门主要采用脱轨系数和轮重减载率两项指标。

4．当横向力作用时间t小于0.05s时，用0.04/t计算所得的值作为标准值。

5．不仅仅依靠脱轨系数来判断安全性的原因：（1）轮重较小时与其对应的横向力一般也较小，计算脱轨系数时受到轮重和横向力的测量误差的影响就较大，因此要获得正确的脱轨系数比较困难。

（2）垂向力较小时，使用该垂向力和与其对应的横向力得到的脱轨系数很容易达到脱轨限界值；另一方面，单侧车轮轮重减小时，另一侧车轮轮重一般会增大，此时极小的轮对冲角变化会导致较大的横向力，从而加大了脱轨的危险性。

（3）根据多次线路试验来看，与其说脱轨系数值较大容易导致列车脱轨，还不如说轮重减少的越多越容易导致列车脱轨。

6．评价铁道车辆乘坐舒适性最直接的指标就是车体振动加速度。

第三章1．轮对的组成：轮对由一根车抽和两个相同的车轮组成。

城市轨道交通车辆基础电子课件第一章城市轨道交通车辆概述城市轨道交通车辆基础电子课件第一章城市轨道交通车辆概述城市轨道交通系统作为当代城市交通建设的重要组成部分，在城市发展和改善交通状况中发挥着重要的作用。

城市轨道交通车辆作为该系统中的核心组成部分，承载着大量的出行需求。

本章将对城市轨道交通车辆进行概述，介绍其定义、分类以及发展现状等相关内容。

一、城市轨道交通车辆的定义城市轨道交通车辆是指在城市轨道交通系统中使用的运载乘客的交通工具。

它们以城市轨道为运行轨道，通过供电系统获取能量，运行在固定的轨道上。

城市轨道交通车辆的主要特点包括快速、高效、环保等，是现代城市交通体系的重要组成部分。

二、城市轨道交通车辆的分类根据不同的分类标准，城市轨道交通车辆可以分为多种类型。

以下是常见的几种分类方式：1. 按车辆运行方式分类(1) 地铁：地铁是在地下或地面运行的城市轨道交通系统。

它通常是全封闭的，独立于道路交通系统的运行。

地铁车辆由电力驱动，通过供电系统获取能量。

(2) 轻轨：轻轨是介于传统铁路和公共汽车之间的一种城市轨道交通系统。

轻轨车辆通常在地面或高架上行驶，使用电力驱动，通过供电系统获取能量。

2. 按车辆使用形式分类(1) 客运车辆：客运车辆是用于乘客出行的城市轨道交通车辆。

它们设计有舒适的座椅和空调系统，以提供便利的乘坐环境。

(2) 货运车辆：货运车辆是用于城市轨道交通系统中的物流运输。

它们通常具有较大的载重能力，并配备了货物固定设施和安全保护设备。

3. 按车辆技术特点分类(1) 传统车辆：传统轨道交通车辆采用传统的动力系统，如电力、蓄电池、内燃机等。

它们通常具有较低的运行速度和较高的能耗。

(2) 新能源车辆：新能源轨道交通车辆采用新兴的清洁能源技术，如氢燃料电池、纯电动等。

它们具有环保、低噪音等优点。

三、城市轨道交通车辆的发展现状随着城市发展和出行需求的增加，城市轨道交通车辆得到了快速的发展。

目前，世界范围内的城市轨道交通车辆发展呈现以下特点：1. 技术创新：轨道交通车辆在车体设计、动力系统、运行控制等方面不断创新。