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车辆系统动力学第二讲资料

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汽车系统动力学第2章 车辆动力学建模方法及基础

汽车系统动力学第2章 车辆动力学建模方法及基础


第三节 多体系统动力学方法
3.车辆建模中对柔体的考虑 在汽车工程领域,由于提高车辆的行驶速度、最大限度地减轻 车重、降低能耗等要求,使得在高速车辆的操纵稳定性、行驶 平顺性分析中必须考虑车身、车架以及转向系统构件的弹性; 在传动系统的齿轮、传动轴,发动机的曲轴连杆、配气机构等 的动力学分析中,必须采用多柔体动力学模型才能满足精度要 求。
第三节 多体系统动力学方法
(4)研究中存在的问题 多柔体系统动力学的研究虽然在近 十几年中取得了长足的发展,但是目前仍存在一些不足,如动 力学方程的建立及求解欠成熟;计算机程序的编制规划和交 流欠通畅;理论研究与实际应用的差距有时会较大,可能需要 一些试验数据做补充等。 上述问题的核心是构造满足精度条件下具有小求解尺寸的动 力学模型和构造刚性(病态)条件下具有良好稳定性和计算精 度的数值算法。这两方面的工作是反映柔性效应对系统的影 响,特别是对复杂大系统的影响的关键所在,同时也是多体系 统动力学分析研究的重点和难点。
第三节 多体系统动力学方法
(3)图论(R-W)方法 1966年R. E. Roberson和J. Wittenburg创造性地将图论引入多刚体系统动力学,利用图论中 的一些基本概念和数学工具成功地描绘系统内各个刚体之间的联 系状况,即系统的结构。借助图论工具可将系统的结构引进运动 学和动力学的计算公式。Roberson-Wittenburg和HookerMargulies独立地重新发现并发展了增广体概念。利用增广体概 念可对Roberson-Wittenburg或Hooker-Margulies的基本方 程做出明确的物理解释。R-W方法完美地处理了树结构的多刚体 系统,而对非树系统,则利用假想铰切割或刚体分割方法转变成树 系统处理。R-W方法以相邻刚体之间的相对位移为广义坐标,对 复杂的树结构动力学关系给出了统一的数学表达式,并据此推导 出系统微分方程,编制了应用于机械、卫星、车辆和机器人等的 MESA VERDE程序。
汽车系统动力学第二章 车辆动力学建模方法及基础理论

汽车系统动力学第二章 车辆动力学建模方法及基础理论

第二章车辆动力学建模方法及基础理论§2-1 动力学方程的建立方法在车辆动力学研究中，建立系统运动微分方程的传统方法主要有两种：一是利用牛顿矢量力学体系的动量定理及动量矩定理，二是利用拉格朗日的分析力学体系。

本节将对这两种体系作一简单回顾，并介绍几个新的原理。

一牛顿矢量力学体系(1)质点系动量定理质点系动量矢p对时间的导数等于作用于质点系的所有外力F i的矢量和(即主矢),其表达式为:二、分析力学体系分析力学是用分析的方法来讨论力学问题，较适合处理受约束的质点系。

(1)动力学普遍方程动力学普遍方程由拉格朗日(Lagrange)于1760年给出的，方程建立的基本依据是虚位移原理，表示如下：(2-6)(2)拉格朗日方程拉格朗日法的基本思想是将系统的总动能和总势能均以系统变量的形式表示，然后将其代入拉格朗日方程，再对其求偏导数，即可得到系统的运动方程。

拉格朗日方程形式如下：利用此方程推导车辆动力学方程时，因采用广义坐标，从而使描述系统位移的坐标数量大大减少，并可以自动消去无功内力。

但也存在下述问题：①应用拉格朗日方程时，有赖于广义坐标选取得是否得当，而适当地选择广义坐标有时要靠经验；②拉格朗日能量函数对于刚体系统的表达式可能非常复杂，代人拉格朗日方程后要作大量运算。

而对于复杂的车辆系统，写出能量函数的表达式就更加困难。

三、虚功率原理若丹(Jourdain)于1908年推导出另一种形式的动力学普遍方程，其所依据的原理称之为虚功率原理。

虚功率形式的动力学普遍方程为：四、高斯原理1829年，高斯(Gauss)提出动力学普遍方程的又一形式，称为高斯原理，其表达式为：§2-2 非完整系统动力学一、非完整系统动力学简介1894年，德国学者Henz第一次将约束系统分成“完整”和“非完整”两大类，从此开辟了非完整系统动力学(Nonholonomie System)的新领域，如今它已成为分析力学的一个重要分支。

车辆系统动力学第二讲

车辆系统动力学第二讲


图2-2（b）中各作用力分别向轮对接触点A的切线方 向和法线方向投影，可得： N=Pcos +Qsin T=Psin -Qcos （2-1）
Q——作用于轮缘上的横向力； P——作用于车轮上的垂向力； N——钢轨对车轮的法向反力； T——钢轨对车轮的切向反力； ——车轮轮缘角。
国际铁路联盟UIC规定Q/P≤1.2；德国ICE高速列 车试验标准Q/P≤0.8；日本既有线铁路提速试验 标准也规定Q/P≤0.8,；北美铁路则规定Q/P≤1.0.
第二章 车辆系统动力学指标 及评估标准
主要内容：
第一节 铁道车辆系统动力性能
第二节 车辆运行安全性及评判标准 第三节 车辆运行平稳性及评价标准
重点
介绍目前常用的Sperling评价方法以及 ISO标准。
第一节 铁道车辆系统动力性能
高速铁路动态安全性和运行舒适性的评价标准将直接 影响线路结构设计的安全性。衡量这些性能的主要指 标如下表。
我国制定的脱轨系数标准见下表。表中的第一限 度为合格标准，第二标准为增大了安全裕度的标 准。
2)、考虑作用时间的脱轨系数
在JR标准中，还考虑了轮轨间发生冲击时车轮的脱轨安 全性问题。考虑横向冲击力的作用时间t大于0.05s以上 时，以0.8作为标准值，若作用时间小于0.05s,将 Q/P=0.04/t所得的值作为标准值。
1）、不考虑作用时间的脱轨系数
脱轨系数最初由法国科学家Nadal提出，他是根据 爬轨侧车轮在脱轨临界状态时轮轨接触点上力的平 衡条件，推倒出的表达式。 假设车轮与钢轨接触点位于轮对中心线垂直平面内 （无轮对冲角），图2-2（a）所示的车轮处于脱轨 临界状态时的钢轨受力关系，接触斑处车轮受力如 图2-2（b）。
一、防止蛇行运动的稳定性
铁道车辆系统动力学

铁道车辆系统动力学


2.2 安全性评定标准
一、车辆抗倾覆稳定性及其评估标准：
（一）倾覆系数及评估标准：
倾覆系数：D
Pd P2 ' P 1' Pst P2 ' P 1'
GB 5599-85规定“试验鉴定车辆的倾覆系数应满足下列要求：
2.2 平稳性评定标准
一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：
地板面上布置测点
9-85 客车测点
2.2 平稳性评定标准
一、 Sperling （斯佩林）平稳性指数：
<1m
底架中梁下盖板上布测点
后转向架中心
前进方向
前转向架中心
GB5599-85 货车测点
2.2 平稳性评定标准
五、客车在曲线上舒适性及其指标：
（二）曲线限速及提速措施： 摆式列车
Vh
h hd ht R
11.8
km/h
2.2 平稳性评定标准
五、客车在曲线上舒适性及其指标： （三）车辆通过缓和曲线时的舒适度标准： 我国铁路铁路设计标准规定：
（1）一般线路： V
max
2.1 铁道车辆动力学性能概述
4. 相关标准
[4] UIC 518 铁路车辆动力学性能、行车安全性、轨 道疲劳和运行品质的试验及验收； [5] UIC513 铁道车辆旅客振动舒适性评定指南; [6] AAR M-1001 新造货车运用性能的试验和分析 ； [7] EN 14363 铁路应用— 铁路机车车辆运行特性验 收试验— 运行特性试验和静态试验 UIC国际铁路联盟；AAR 美国铁路协会。
2
2
单增 单减
0.5-5.4
5.4-26
单增
单减
>26
车辆系统动力学资料PPT课件

车辆系统动力学资料PPT课件

第5页/共44页
• 三、高速客车转向架悬挂特点
中央悬挂均采用了结构简单可靠、性能优越的 空气弹簧装置；
在衰减振动方面，都是在轴箱位置设置垂向油 压减振器、二系采用可变节流阀进一步衰减传 向车体的垂向振动，二系横向均加装有横向减 振器和缓冲器以抑制车体横向振动，为抑制转 向架高速蛇行失稳，在车体和构架之间都设置 有抗蛇行减振器。
轴箱定位形式一般采用干摩擦导柱式定位，该型 定位形式在运行初期能够有较为良好的表现，但 在运行一段时间后，由于定位部分部件的磨耗和 松动，造成轴箱定位性能下降较为严重。
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• 二、准高速客车转向架悬挂特点
• 该类客车转向架悬挂特点主要有： ✓中央悬挂装置一般采用空气弹簧加摇动台形式； ✓减振形式上，垂向上设置有轴箱单向油压减振
主要内容：
第一节 客车轴箱悬挂系统
第二节 客车中央悬挂系统
第三节 不同速度客车转向架悬挂特点
第四节 轴箱定位参数对系统动力学性能 影响 第五节 中央悬挂参数与系统动力学性能 关系
第1页/共44页
第三节 不同速度客车转向架悬挂特点
一、普通客车转向架悬挂特点 中央悬挂装置为外侧圆弹簧悬挂，其缺点是在空
• 轮轨脱轨系数和减载率低是为了确保曲线通过 时的安全性，磨耗功率小是为了减轻轮轨间磨 耗，
• 轮对冲角小是为了使得轮对在曲线通过时能够 以径向位置顺利通过曲线。
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• 1、轴箱定位刚度
• 轴箱纵向定位刚度和横向定位刚度对转向架蛇
行运动临界速度起着决定性的影响，并且影响
着车辆曲线通过性能。 a.临界速度 b.曲线通过
空气弹簧纵向和横向刚度又称水平刚度，一 般在0.2MN/m左右。
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轨道交通车辆动力学基础二PPT课件

轨道交通车辆动力学基础二PPT课件

对于侧向力作用时间小于0.05秒时为：
Q 0.04 Pt
我国对轮轨瞬时冲击而造成车轮跳轨的脱轨系数无明确规定。
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（四）根据轮重减载率评定车轮抗脱轨稳定性 ：
第16页/共25页
H 0
H Q1 P2 t ana2 2 P1 P1 P1 1 2 t ana2
Q1 tana1 1 P1 1 1 tana1
道钉应力为屈服极限时的限度：
Q 29 0.3Pst
屈服点：钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继 续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
弹性极限：指金属材料受外力（拉力）到某一限度时，若除去外力，其变形（伸长）即消失而
恢复原状
跳轨：在高速情况下，由于轮轨之间的冲击力造成车轮 跳上钢轨，这种脱轨方式称跳轨。
掉轨：当轮轨之间的横向力过大，使轨距扩宽，使车轮落 入轨道内侧而脱轨。特别是车辆在不良线路上高速 运行和长大货物车通过曲线时，会有这种情况。
第9页/共25页
（一）根据车轮作用于钢轨的横向力Q评定车轮抗脱 轨稳定性：
Psin a Q cosa N
第20页/共25页
线路严重变形的限度：
对于木轨枕：
H 0.8510 Pst1 Pst 2
2
对于混凝土轨枕：
H 0.8515 Pst1 Pst 2
2
第21页/共25页
三、柔度系数及其标准：
第22页/共25页
欧洲铁路联盟（UIC）标准规定： 确定动态限界、防止车辆与沿线固定设备和移动设备
轨系数： 容许值：
Q 1.2 P
安全值： Q 1.0 P
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车辆系统动力学资料课件

车辆系统动力学资料课件

车辆系统动力学资料课件
• 车辆系统动力学概述 • 车辆动力学模型建立与仿真 • 车辆系统动力学性能分析与优化 • 车辆系统动力学控制策略与应用 • 总结与展望
01 车辆系统动力学概述
车辆系统动力学的发展历程
20世纪60年代
20世纪70年代
车辆系统动力学开始得到关注和研究，主 要涉及车辆的稳定性、操纵性和乘坐舒适 性等方面。
车辆系统动力学优化实例
实例1
某型汽车的稳定性优化，通过优化悬挂系统和车身结构，显著提高 了车辆在高速行驶和弯道行驶时的稳定性。
实例2
某型卡车的平顺性优化，通过优化驾驶室和货箱的结构，有效降低 了驾驶员在长途运输中的疲劳程度和货物的破损率。
实例3
某型跑车的操控性优化，通过优化车身结构、悬挂系统和制动系统 ，提高了车辆在高速行驶和紧急制动情况下的操控性能。
03
研究成果与应用
研究人员已经将车辆系统动力学控制 策略应用于实际车辆中，并取得了良 好的控制效果。
车辆系统动力学控制算法设计与实现
控制算法设计
算法实现方法
算法实现方法包括基于MATLAB/Simulink的仿真 实现、基于实际车辆的实验实现等。
车辆系统动力学控制算法的设计需要考虑多 种因素，如车辆动力学特性、道路条件、驾 驶员行为等。
随着计算机技术的发展，车辆系统动力学 开始进入仿真模拟阶段，通过计算机模拟 来研究车辆的动力学行为。
20世纪80年代
20世纪90年代至今
车辆系统动力学的研究范围不断扩大，开 始涉及到安全、控制、智能驾驶等领域。
车辆系统动力学得到了广泛应用，不仅在 汽车领域，还在航空、航天、军事等领域 得到应用。
车辆系统动力学的研究对象和研究方法
第四章第2讲-车体动力学

第四章第2讲-车体动力学


④汽车稳态转向特性的表征参数
R 第三个表征参数： R0
当 当 当
R 1 R0
时： 汽车具有中性转向特性 时： 汽车具有不足转向特性 时： 汽车具有过多转向特性
R 1 R0
R 1 R0
4.1.2 线性二自由度汽车运动微分方程及分析
2）稳态特性分析
④汽车稳态转向特性的表征参数
第四个表征参数：静态储备系数 S .M . 中性转向点cn定义： 静态储备系数S.M.定义： 中性转向点至前轴的距离a’表达式：
④汽车稳态转向特性的表征参数
思考：静态储备系数的物理意义 思考：导致汽车出现不足转向与过多转向的根本 原因？
Fy2
b a
Fy1

cn
c
x

y

4.1.2 线性二自由度汽车运动微分方程及分析
3）瞬态特性分析 思考：瞬态特性的分析依据？
①二自由度系统的运动微分方程
1 k1 k2 k1a k2b r k1 M v ru u k a k b 1 a 2 k b 2 k r ak I r 2 1 2 1 z 1 u
t>0时非齐次方程的特解：
t>0时非齐次方程的通解：
2 0
r
**
B0
Байду номын сангаас0
r r 0 ——稳态时的横摆角速度 s
**
r r * r **
其中：
B0
0
0 A1e t cos t A2 e t sin t 2
0 0
0 1 2
关键在于确定 前、后轮的侧 偏角
4.1.2 线性二自由度汽车运动微分方程及分析
汽车系统动力学

汽车系统动力学

汽车系统动力学前言常用符号表绪篇概论和基础理论第一章车辆动力学概述第一节历史回顾第二节研究内容和范围第三节车辆特性和设计方法第四节术语、标准和法规第五节发展趋势参考文献第二章车辆动力学建模方法及基础理论第一节动力学方程的建立方法第二节非完整系统动力学第三节多体系统动力学方法参考文献第三章充气轮胎动力学第一节概述第二节轮胎的功能、结构及发展第三节轮胎模型第四节轮胎纵向力学特性第五节轮胎垂向力学特性第六节轮胎侧向力学特性参考文献第四章空气动力学基础第一节概述第二节空气的特性第三节伯努利方程第四节压力分布和压力系数第五节实际气流特性概述第六节空气动力学试验第七节车辆空气阻力参考文献第一篇纵向动力学第五章纵向动力学性能分析第一节动力的需求与供应第二节动力性第三节燃油经济性第四节驱动与附着极限和驱动效率第五节制动性参考文献第六章纵向动力学控制系统第一节防抱死制动控制第二节驱动力控制系统第三节车辆稳定性控制系统参考文献第七节动力传动系统的振动分析第一节扭振系统的激振源第二节扭振系统模型与分析第三节动力传动系统的减振措施参考文献第二篇行驶动力学第八章路面输入及其模型第九章与平顺性相关的部件第十章人体对振动的反应第十一章行驶动力学模型第十二章可控悬架系统第三篇操纵动力学第十三章基本操纵模型第十四章基本操纵模型的扩展第十五章操纵动力学性能及实例分析第十六章转向系统动力学及控制第四篇车辆计算机建模与仿真第十七章车辆动力学计算方法与软件第十八章 MATLAB环境下的车辆系统建模、仿真与控制器设计实例第十九章应用ADAMS软件的多体动力学实例分析。

车辆系统动力学(三合一)

车辆系统动力学(三合一)


2. 系统具有整体性
系统虽是由多种元素组成，但系统的性能不 是各元素性能的简单组合，而是相互影响的，所 以这种组合使系统的整体功能获得新的内容，具 有更高的价值。例如一辆汽车是由发动机、传动 系、车轮、车身、操纵系统组成。单有发动机只 能发出动力，不会自己行走，但当发动机装在具 有车轮的汽车底盘上，就成为可以行走的汽车， 成为一种交通工具，其功能就与一台发动机大不 相同。由此可见，研究系统特性应从整体的观点 来看。系统的性能是由其整体性能为代表，而不 是由某一个元素所能代替的。
第一章 绪论
• 1.1 系统与系统动力学的概念 • 1.2 汽车系统动力学的研究内容和特点 • 1.3 汽车系统动力学的研究方法
1.1 系统与系统动力学的概念
在我们真实的大千世界中，存在着许多由一组物 件构成，以一定规律相互联系起来的实体，这就是系 统，自然界就有太阳系、银河系这样的大系统，这种 系统是脱离人的影响而自然存在，称为自然系统，还 有如生物、原子内部也构成了自然系统，还有一种系 统是通过人的设计而形成的系统，称为人工系统，如 生产系统、交通运输系统、通信系统；人工组合和自 然合成的组合系统,如导航系统。
3. 把驾驶员作为一个主动因素考虑到汽车 系统中去组成一个人－机－地面系统来加以 研究 ；驾驶员在车辆系统运动中的调节作用，
可以用图1－3来表示。汽车系统动力学就是 研究人－车系统中，人和车辆作用的相互匹 配问题；
4. 强调系统之间的联系，研究系统间的相 互作用。众所周知，汽车可分为若干个子系 统，如传动系、转向系、悬架系等，这些系 统在汽车运动过程中相互影响相互作用相互 制约。
3. 系统具有目的性
这一特点主要是指人工设计系统而言， 而不是指自然系统(例如银河系)。系统的目 的性是指人工系统是为了某一个大目的而构 成。目的不同，系统的构成也就不同。例如， 货车的功能就是为了运输货物这一目的而构 成，它必须有货箱以装载货物，而客车则是 为了运输乘客而设计，因此，车厢内必须有 供乘客使用的座椅，而运输货物就退居次要 位置或取消。所以，在设计中必须研究系统 整体目的，才能正确选择个元素的构成。
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The end. Thank you!
1）、不考虑作用时间的脱轨系数
脱轨系数最初由法国科学家Nadal提出，他是根据 爬轨侧车轮在脱轨临界状态时轮轨接触点上力的平 衡条件，推倒出的表达式。 假设车轮与钢轨接触点位于轮对中心线垂直平面内 （无轮对冲角），图2-2（a）所示的车轮处于脱轨 临界状态时的钢轨受力关系，接触斑处车轮受力如 图2-2（b）。
我国制定的脱轨系数标准见下表。表中的第一限 度为合格标准，第二标准为增大了安全裕度的标 准。
2)、考虑作用时间的脱轨系数
在JR标准中，还考虑了轮轨间发生冲击时车轮的脱轨安 全性问题。考虑横向冲击力的作用时间t大于0.05s以上 时，以0.8作为标准值，若作用时间小于0.05s,将 Q/P=0.04/t所得的值作为标准值。
1、轮轨垂向力
设计载荷：是考虑了因车轮扁疤等因素引起的轮 轨动力冲击作用而采用的载荷。 最大扁疤引起的轮重可取静轮重的3倍，并将其 作为设计载荷。
德国联邦铁路规定，轮轨垂向力不允许超过极限 值170kN。我国 《高速试验列车动力车强度及动 力学性能规范》（95J01—L）规定
2、轮轨横向力
轮轨横向力的限值主要根据木枕线路道钉所能承受的 横向力极限、钢轨弹性和扣件的横向设计载荷来确定。 木枕钩头道钉轨道在过大的轮轨横向力作用下，表现 为道钉被挤出引起轨距扩大、道钉上拔引起钢轨转动 两种破坏形式。日本研究之后，提出了道钉挤压、拔 起的横向力极限值。
图2-2（b）中各作用力分别向轮对接触点A的切线方 向和法线方向投影，可得： N=Pcos +Qsin T=Psin -Qcos （2-1）
Q——作用于轮缘上的横向力； P——作用于车轮上的垂向力； N——钢轨对车轮的法向反力； T——钢轨对车轮的切向反力； ——车轮轮缘角。
国际铁路联盟UIC规定Q/P≤1.2；德国ICE高速列 车试验标准Q/P≤0.8；日本既有线铁路提速试验 标准也规定Q/P≤0.8,；北美铁路则规定Q/P≤1.0.
用于舒适度的评价
F f 对于垂向振动和横向振动是不同的。
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时随机的。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，求出每段频率范围的振幅值，然后对每一段计 算各自的平稳性指数 Wi，然后再求出全部频率段总的 平稳性分解，进行频谱分析指数：
第二节 车辆运行安全性及评价标准
车辆运行安全性主要涉及车辆是否会出 现脱轨和倾覆问题。 车轮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
车辆运行稳定性主要包括防止蛇行运动的稳定性、 防止脱轨的稳定性和车辆倾覆的稳定性。
评价指标：脱轨系数、轮重减载率，倾覆系数。
我国主要采用脱轨系数和轮重减载率两项指标。
一、防止蛇行运动的稳定性
在轮轨间蠕滑力的作用下，车辆运行到达某一临界速度时 会发生蛇行失稳的自激振动即蛇行运动。
Байду номын сангаас
高速时的蛇行运动表现为轮对和转向架的激烈的横向振动， 它威胁到行车安全。
为此，要求车辆蛇行运动的临界速度Vc要远高于其最高 运行速度，以保证有足够的安全裕量。
此外，一辆车即使有足够的速度裕量，但如阻尼过小，仍有 可能在运行中收到某些激励致使振动不能很快衰减。
因此，要求车辆的各种振型在运行速度范围 内应有足够的阻尼。
二、防止脱轨的稳定性 车辆运行时，在线路状态、运行条件、车辆结构 参数和装载等因素最不利的组合下可能导致车轮 脱轨。 评定防止车轮脱轨稳定性的指标用“脱轨系数”。
1、脱轨系数
定义：脱轨系数用于评定车辆的车轮轮缘在横向力作用
下是否会爬上轨头而脱轨。脱轨系数为爬轨侧车轮作用 于钢轨上的横向力Q与其作用于钢轨上的垂向力P的比值， 即Q/P 。 一直以来所使用的脱轨系数，无论从理论计算还是测量 数据整理上来看，均可以分为两类： （1）不考虑作用时间的脱轨系数，它是判定车轮是否有 可能对轨道产生“逐渐升高现象”而使用的脱轨系数。 （2）考虑作用时间的脱轨系数，它是为了判定当产生较 大的冲击性横向力时，车轮是否会有可能产生“腾空现 象”，是一种考虑了横向力作用时间的评价方法。
二、运行舒适度指标评价方法 为了与国际接轨，我国铁道行业现已采用欧洲的 UIC513作为旅客乘坐舒适度的评价。
三、振动加速度评价方法
Aymax 2.5m/s 2 Az max 2.5m/s
2
思考题： 1、什么是自激振动、强迫振动和自由振动？ 2、蛇行运动属于哪一种？并阐述蛇行运动 的原理过程？ 请做PPT，用文字图片和视频进行举例阐 述。
我国《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》 （GB5599-85）规定
我国 《高速试验列车动力车强度及动力学性能规 范》（95J01—L）和《高速试验列车客车强度及 动力学性能规范》（95J01—M）参照了UIC标准。
第三节 车辆运行平稳性及评价标准
乘坐舒适度的含义：
{旅行的舒适性} 关于旅行的事情（从准备到回忆的全过程） {利用铁路旅行的舒适性} 关于利用铁路旅行的事情（车站设备、购票难度等）
3) 第三个频率范围是16-32Hz的振动，对人体有不良 影响。
什么导致晕车晕船？
晕车晕船除了和人体的个体差异有关系以外还和人 体的前庭平衡感受器有关系。运动病又称晕动病，是晕 车、晕船、晕机等的总称。 它是指乘坐交通工具时，人体内耳前庭平衡感受器 受到过度运动刺激，前庭器官产生过量生物电，影响神 经中枢而出现的出冷汗、恶心、呕吐、头晕等症状群。
当车辆一侧车轮轮重减载至零时，车辆达到倾覆的临界状 态。此时，D=1。 因此为了防止车辆倾覆，必须满足D<1条件。我国《铁道 车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》（GB5599-85）、 《高速试验列车动力车强度及动力学性能规范》 （95J01—L）规定D<0.8。
4、轨道结构动力作用评价标准
在提速及高速线路上，由于列车运行速度提高， 轮轨之间动力作用随之增加。必须对轮轨间的动 力作用加以限制。主要包括：轮轨垂向力、轮轨 横向力和轮轴横向力。
测定客车车体垂直和横向加速度的加速度传感器安装 在距1、2位心盘一侧1000mm的车体地板面上，
图4-2 加速度测量点布置 1—垂直加速度传感器；2—横向加速度传感器
一、Sperling 平稳性指标
欧洲铁路联盟（UIC）以及前社会主义国家铁路合作组 织（OCKII）均采用Sperling平稳性指数来评定车辆的 运行品质和旅客乘坐舒适度，运行品质由车辆本身来衡 量，而舒适度则还与旅客对振动环境的敏感度有关。。
那为什么有些人不会晕车，有些人却会晕呢?
内耳前庭器是人体平衡感受器官，可感受各种特定运动状态 的刺激。当我们乘坐的交通工具发生旋转或转弯时，或汽车 启动、加减速刹车、船舶晃动、颠簸，电梯和飞机升降时， 运动刺激被感受到。每个人对这些刺激的强度和时间的耐受 性有一个限度。
如果刺激超过了这个限度就要出现运动病症状。每个人耐受 性差别又很大，这除了与遗传因素有关外，还受视觉、个体 体质、精神状态以及客观环境（如空气异味）等因素影响， 所以在相同的客观条件下，只有部分人出现运动病症状。
因此，提出了轮重减载率这个指标评判机车车辆/动车 组脱轨的安全性。
我国《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》 （GB5599-85）、《高速试验列车动力车强度及动 力学性能规范》（95J01—L）
注：一般在过曲线时采用。
3、防止车辆倾覆的稳定性
车辆运行时，在侧向风力、离心力和横向振动惯性力的最不 利组合下可使车辆向一侧倾覆，车辆是否倾覆用倾覆系数D 来衡量。
{车内的舒适性}最广义的乘坐舒适性 关于车内环境的事情（乘务员服务态度、其他乘客态度等）
{车辆的舒适性} 车内环境中的物理部分 （车辆内部装饰、温度湿度、车内噪声等）
（乘坐舒适度） 列车晃动、滚动等 （线路、轨道状态、车辆 状态等）
列车的振动从人体生理学的角度，有三个有害范围：
1) 第一个频率范围是小于1Hz的振动，会使人头晕； 2) 第二个频率范围是4-8Hz的振动，会使人迅速疲劳；
我国《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》 （GB5599-85）规定： （1）道钉拔起，道钉应力为弹性极限的限度：
（2）道钉拔起，道钉应力为屈服极限的限度：
欧美铁路根据试验结果，要求：
3、轮轴横向力
对于无缝铁路稳定性问题的研究表明，过大的轮轴 横向力是导致轨排横移、无缝线路动态失稳产生胀 轨跑道现象的最主要原因。
第二章 车辆系统动力学指标 及评估标准
主要内容：
第一节 铁道车辆系统动力性能
第二节 车辆运行安全性及评判标准 第三节 车辆运行平稳性及评价标准
重点
介绍目前常用的Sperling评价方法以及 ISO标准。
第一节 铁道车辆系统动力性能
高速铁路动态安全性和运行舒适性的评价标准将直接 影响线路结构设计的安全性。衡量这些性能的主要指 标如下表。
为了考核列车的乘坐舒适度，需要对车体的振动加速 度进行评定，其评价指标主要包括平稳性指标、舒适 度指标。
评价铁道车辆乘坐舒适性最直接的指标是车体 振动加速度，为了更准确地对舒适度进行评价， 不仅要考虑加速度的大小，还要考虑加速度振 动频率的影响。我国铁路对对车辆运行的平稳 性分别按平稳性指标和车体振动加速度来评定。
2)、轮重减载率
对于脱轨安全性指标来说最基本的就是脱轨系数。但 是，仅依靠脱轨系数来判定安全性，却不充分。其主 要原因是：
（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极限值；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。