中南大学谭冠军老师车辆动力学复习重点

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1、为什么车辆悬挂装置的性能对车辆运行平稳性和安全性产生重大影响
在车体和转向架上作用着各种载荷,其中的垂直载荷包括车辆自重、载重;横向载荷包括风力、离心力;纵向载荷包括牵引力和制动力。

此外,还有因车辆振动和线路不平顺引起的各种动载荷,其中包括轮轨之间的作用力等。

这些力要通过车辆悬挂装置来传递,并使之得到缓和及衰减。

由此可见,悬挂装置的作用性能对于保证车辆运行的平稳性和安全性具有十分重要的意义
2、要使自由膜式空气弹簧的横向弹性作用等效于中长吊杆摇动台装置的横向的弹性作用,在设计这种空气弹簧时应该怎样选择其相关参数
弹簧帘线角与吊臂长度L关系巨大,且L=P/K p141
3、车辆蛇形运动产生的原因是什么?控制车体蛇形运动稳定性技术措施有哪些?
由于车轮踏面具有斜度和轮轨间存在着复杂的动力作用而引起的。

一面横向移动,一面又绕通过其重心的铅垂轴转动,这种运动就是轮对的蛇形运动。

1轮对定位刚度
2车轮踏面斜率
3中央悬挂装置的横向刚度
4蠕滑系数f1f2
5减小轮对及轴箱的簧下质量
4、在现代车辆上为什么越来越多的采用了橡胶元件
1)橡胶的比重约为钢的1/6,故用作弹性元件比用弹簧要轻得多;
2)减振和隔音性能好。

随着橡胶元件厚度的增加和振动频率的增高其内阻力也愈大,减振隔音性能也愈好;
3)利用橡胶的三维性质,易实现不同方向不同弹性特性的要求,并有利于简化结构;
4)采用橡胶元件可避免金属的磨耗,便于制造和维修,降低成本;
5) 温度对橡胶元件的性能(弹性、强度)也有很大影响。

通常,橡胶元件的上述性能是在常温下(20℃)测定的。

当温度变化后这些性能也随之改变,通常橡胶元件在一30℃~+70℃范围内具有比较稳定的弹性特性,可以满足铁道车辆的运用要求。

5、可采用什么方法来减小螺旋钢弹簧的横向刚度
127 螺旋弹簧本身横向刚度较大,在满足强度和稳定性要求的前提下,要获得如长吊杆那么柔软的横向弹性特性比较困难。

如果在螺旋弹簧的两端或一端加装橡胶元件,则可以利用由于橡胶元件本身的剪切变形,而使弹簧悬挂系统的横向刚度显著地减小,以满足横向柔度的要求。

6、简述车辆悬挂装置的组成作用及对车辆悬挂装置设计的基本要求
组成:中央弹簧装置、轴箱弹簧装置、减震器、摇动台结构、弹性旁承支重、摇枕拉杆定位结构、轴箱定位装置
作用:在车体和转向架上作用着各种载荷,其中的垂直载荷包括车辆自重、载重;横向载荷包括风力、离心力;纵向载荷包括牵引力和制动力。

此外,还有因车辆振动和线路不平顺引起的各种动载荷,其中包括轮轨之间的作用力等。

这些力要通过车辆悬挂装置来传递,并使之得到缓和及衰减
要求:减小振动、抑制蛇行运动、保证运行安全和有利于通过曲线等;此外,悬挂装置的结构型式还应尽可能满足检修、制造,使用耐久可靠,成本低和通用性好等方面的要求。

7、为什么铁道车辆在运行中会产生复杂的振动现象
因为车辆在运行过程中,会产生六种震动形式,他们可以共同存在,组合成复杂的形势,车辆在运行过程中,会产生自由振动和强迫振动。

8、车辆运行的平稳性和安全性是由什么来保证
弹簧减震装置,轮轨之间的正确接合第2章第五章开头
9、防止车辆出轨和倾覆的技术措施有哪些
防出轨措施:1适当的增加轴箱弹簧的静挠度2、采用空、重车两级刚度的弹簧装置3、采用具有扭曲弹性的活节式构架4、采用轴向弹性轴承5、在空气弹簧悬挂系统中安装压差控制阀6、采用弹性旁承
防倾覆措施:增大其横向刚度、角刚度及降低车体中心高度。

10、为什么要降低车辆的自振频率?降低车辆自振频率基本方法有哪些?
因为减少震动加速度;增加弹簧的静挠度
11、车轮脱轨常用的评定指标有哪些?它们之间的关系及适应性?
指标有脱轨系数和轮重减载率,脱轨系数与轮重减载率是在两种不同情况下评价车辆脱轨指标;轮重减载率是脱轨系数的一种特殊工况,即是轮对侧向力H为零时的脱轨系数的另一种表达形式。

在一般情况下,应以脱轨系数作为衡量防止脱轨安全的指标,对于小半径曲线低速运行场合,采用轮重减载率作为衡量防止脱轨安全性的指标。

12、铁道车辆在运行中会产生哪些基本振动形式?怎样消除或降低车辆的振动?
浮沉、伸缩、摇头、点头、下心滚摆和上心滚摆六种振动型式
13、车辆的倾覆类型有哪几种?各发生在什么情况下?防止车辆倾覆的技术措施有哪些?
1、曲线外倾覆:在车辆进入曲线且高速运行
2、曲线内倾覆:受到风载和离心力横向振动惯性载荷的作用,且低速
3直线倾覆:较大的横向风力
增加横向刚度角刚度减小中心高度
14、解释轨道的水平不平顺和方向不平顺含义,各会引起车辆哪种类型的振动?
轮轨接触点高度差引起的不平衡;轮轨轨顶横向截面波幅不平引起的;水平不平引起滚摆震动;方向不平会引起摇摆震动。

15、分析影响转向架蛇形运动临界速度的主要因素
1.轮对定位刚度
2车轮踏面斜率
3中央悬挂装置的横向刚度
4蠕滑系数f1f2
5减小轮对及轴箱的簧下质量
16、车辆产生垂直振动的激振源有哪些
个别突然性的、周期性的和随机性的三类
17、在两系弹簧装置中,为什么要将弹簧总静扰度大部分分配在中央弹簧上
1当弹簧总静挠度一定时,不管挠度比在两系间如何分配,都能得到同样的低自振频率,但阻尼效果不同。

2减震器安装在任一系弹簧处,都能有效的衰减高频振动,但如只在轴箱弹簧系中具有阻尼,则不能对车体振动起有效的衰减作用,这种仅对车体起微弱减震作用的阻尼将不能使衰减低频振动的减震因素D1达到所要求的数值,故必须在中央弹簧系中设有阻尼。

3为使中央弹簧系处的阻尼达到所要求的D1值,也同时需要将弹簧静挠度的大部分分配在这一系。