纵向动力学性能分析p
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高速列车车辆动力学性能分析与仿真高速列车是现代高铁交通系统中的重要组成部分,其快速、安全、高效的特点使其成为现代人们日常出行的首选方式。
而高速列车的动力学性能则直接影响着列车的运行速度、稳定性和舒适性。
因此,对高速列车的车辆动力学性能进行分析与仿真具有重要的理论和实践意义。
一、动力学性能分析1. 车辆稳定性分析高速列车在高速运行时,车辆的稳定性是一项重要的参数。
稳定性分析主要包括侧向稳定性、纵向稳定性和车轨耦合稳定性。
通过对车辆的悬挂、车轮与轨道之间的力学关系进行分析,可以评估车辆的稳定性,并采取相应的设计措施来提高稳定性。
2. 列车动力学分析列车动力学分析主要研究列车在不同运行状态下的加速度、速度、减速度等参数。
通过对列车的动力学性能进行分析,可以确定列车的最大运行速度和最大加速度,为高速列车的设计和运营提供重要依据。
3. 车辆空气动力学分析高速列车在高速运行时会受到气动力的影响,而车辆的气动性能直接影响着列车的阻力和能耗。
通过对车辆的外形和流场进行分析,可以评估车辆的气动性能,并提出相应的改进措施来降低阻力和能耗。
二、动力学性能仿真1. 建立车辆动力学模型仿真分析是研究车辆动力学性能的重要手段之一。
首先需要建立准确的车辆动力学模型,包括车体、悬挂系统、牵引系统和制动系统等。
通过建立车辆的数学模型,可以准确地描述车辆的运动状态和受力情况。
2. 仿真分析车辆运行特性利用建立的车辆动力学模型,进行仿真分析可以得到车辆在不同运行状态下的运行特性。
比如在不同速度下的加速度、制动距离、稳定性等参数。
通过对仿真结果的分析,可以评估车辆的性能,优化车辆设计,并为实际运营提供参考。
3. 仿真优化车辆设计基于仿真分析的结果,可以通过调整车辆参数、改进车辆结构和悬挂系统等方式来优化车辆设计。
通过不断的仿真和优化,可以使高速列车的车辆动力学性能得到提升,达到更高的运行效率和更好的乘坐舒适性。
总结:高速列车的车辆动力学性能分析与仿真是提高高速列车运行速度、稳定性和舒适性的重要手段。
铁路旅客列车纵向动力学试验方法与评定指标铁路旅客列车纵向动力学试验方法与评定指标铁路旅客列车纵向动力学是指列车在行驶过程中,由于列车自身重量、牵引力、制动力等因素的影响,导致列车前后车厢之间产生的相对运动。
为了保证列车的安全性和舒适性,需要对列车的纵向动力学进行试验和评定。
试验方法:1. 列车加速试验:在平坦的轨道上,通过改变牵引力的大小,使列车加速到一定速度,记录列车前后车厢之间的相对运动情况。
2. 列车制动试验:在平坦的轨道上,通过改变制动力的大小,使列车减速到一定速度,记录列车前后车厢之间的相对运动情况。
3. 列车过曲线试验:在曲线轨道上,通过改变列车速度和曲线半径,记录列车前后车厢之间的相对运动情况。
4. 列车通过道岔试验:在道岔处,通过改变列车速度和道岔的位置,记录列车前后车厢之间的相对运动情况。
评定指标:1. 列车前后车厢之间的相对位移:列车前后车厢之间的相对位移越小,说明列车的稳定性越好,乘客的舒适性越高。
2. 列车前后车厢之间的相对速度:列车前后车厢之间的相对速度越小,说明列车的稳定性越好,乘客的舒适性越高。
3. 列车前后车厢之间的相对加速度:列车前后车厢之间的相对加速度越小,说明列车的稳定性越好,乘客的舒适性越高。
4. 列车制动距离:列车制动距离越短,说明列车的制动性能越好,乘客的安全性越高。
5. 列车通过曲线和道岔时的侧向加速度:列车通过曲线和道岔时的侧向加速度越小,说明列车的稳定性越好,乘客的舒适性越高。
铁路旅客列车纵向动力学试验和评定是保证列车安全性和舒适性的重要手段。
通过科学的试验方法和评定指标,可以有效地提高列车的运行质量,为乘客提供更加安全、舒适的出行体验。
快捷与普通货车混编列车纵向动力学仿真分析陈海啸;魏伟【摘要】快捷货车与普通货车在制动特性上存在较为明显差异,在混编列车制动过程中,由于不同车辆制动缸充气时间的差异,会导致车辆间制动效果的不同步性加剧,可能会出现车辆加速度、纵向冲击力过大等问题,影响列车运行平稳性,进而危害货物运输安全.由于在实际运用中,一般不进行快速列车解列,因此,在混合编组时将整列快捷货车分别编组在列车前、中、后部.使用列车空气制动和纵向动力学联合仿真系统对3种编组方式列车在紧急制动工况下的纵向动力学性能进行仿真计算及比较分析.计算结果表明:当快捷货车编组在列车前、后部时,车辆间分别会产生较大的压钩力和拉钩力,当快捷货车编组在列车中部时,列车车辆间纵向冲动较小,编组方式较为合理;列车制动力分布不均是影响列车纵向冲动的重要因素,当制动力较强车辆编组在列车前部和中部时,最大纵向力表现为压钩力,当编组在列车后部时,最大纵向力表现为拉钩力;3种编组方式下,列车最大纵向力出现车位均在快捷货车与普通货车连接位置.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】6页(P60-65)【关键词】快捷货车;混编列车;制动缸充气特性;紧急制动;纵向动力学【作者】陈海啸;魏伟【作者单位】大连交通大学交通运输工程学院,辽宁大连116028;大连交通大学交通运输工程学院,辽宁大连116028【正文语种】中文【中图分类】U272.11随着我国经济的发展及产业结构的优化升级,煤炭、钢铁等传统大宗货物的运输需求量相对减小,以时效性强、多样化、高附加值等为特征的货物运输需求急剧增长。
尤其是近年来网络经济迅速占据主导地位,对货物运输的便捷性、经济性、时效性、安全性等要求越来越高。
而我国传统货运列车具有载重量大、编组长、运行速度慢的特点,且不能够有效保证日常用品运输的安全性,为适应当今国内货物运输需求的变化,提升铁路运输竞争力,提高铁路运输经济效益,开行160 km/h速度等级快捷货物运输势在必行。
第一部分开行重载列车,就机车车辆本身来讲,重载列车技术涵盖牵引性能、制动系统性能、列车纵向动力学性能、机车车辆动力学性能、机车车辆及其零部件强度以及合理操纵方法等众多方面。
而重载列车的通信、纵向冲击力和长大下坡道的循环制动问题是开行重载列车的三大关键技术。
而这三大技术其实就是制动系统的三大难题。
下面就以制动系统来分析。
1.重载列车制动系统的关键技术制动系统对列车运行安全具有举足轻重的重要作用,随着铁道技术的不断进步,已出现了多种制动方式,但对货物列车而言,空气制动仍是最基本的制动作用方式。
众所周知,货物列车空气制动作用的制约因素甚多,列车长度就是主要影响因素之一。
我国重载列车的发展始于20世纪80年代,至今列车编组重量已由5 000t级提高到2万t以上,编组辆数从62辆增加到210辆之多,列车最大长度已达2·6 km以上,导致空气制动作用条件严重恶化。
1.1制动空走时间和制动距离影响货物列车紧急制动距离的主要因素除制动初速、线路条件(坡道)、列车制动率(每百吨重量换算闸压瓦力)和闸瓦性能以外,还有影响空走距离的空走时间,后者主要与列车长度或编组辆数有关。
笔者在根据上述因素编制我国《铁路技术管理规程》中的制动限速表时,对货物列车考虑的列车编组条件为5000t级以下,由于重载列车编组辆数的增加,必然导致制动空走时间和距离相应增加,加上长大列车压力梯度对后部车辆制动力的影响,因此该限速表不适用于重载列车。
对于重载列车,其制动力应比普通列车高,以保持和普通列车同等的制动距离。
1.2充气作用和长大下坡道的运行安全列车空气制动后的再充气时间随编组辆数的增加而呈非线性的增加。
重载列车需要有比普通列车长得多的再充气时间,因此,在长大下坡道多次循环制动作用时对司机操纵方法特别是再充气时间的要求更高。
1.3减轻列车纵向动力作用货物列车在纵向非稳态运动过程中产生的纵向动力作用不仅是导致断钩、脱轨等重大事故的主要原因,也是破坏货物完整性和加速机车车辆装置疲劳破坏的重要因素。
运营管理2023/06CHINA RAILWAY 制动工况下旅客列车纵向动力学分析陈然(中国铁路西安局集团有限公司 西安机务段,陕西 西安 710000)摘要:以单节和谐型机车加挂19节25G 型旅客列车为计算模型,运用多体系统动力学分析软件Universal Mechanism ,对采用“大劈叉”制动方式时,制动初速、列车管减压量对旅客列车纵向动力学指标的影响进行研究,并对比分析常用与紧急制动工况下的动力学特性差异。
研究结果表明,制动初速越低、列车管减压量越大,车钩力及纵向加速度越大、冲动越大;在100 kPa 和170 kPa 两种列车管减压量下,列车纵向动力学特性差异不大;相对于常用制动,紧急制动时全列车产生很大的压钩力,车辆间的拉钩力作用较小。
在西康铁路青岔—营镇下行区段11.9‰下坡道分相处,19节编组列车断电通过时有明显冲动,且冲动发生在机后15位车。
关键词:旅客列车;制动工况;制动初速;列车管减压量;纵向加速度;冲动中图分类号:U268 文献标识码:A 文章编号:1001-683X (2023)06-0095-10DOI :10.19549/j.issn.1001-683x.2022.12.29.0020 引言列车是由机车和车辆编成的车列,机车与车辆间以及车辆与车辆间通过车钩缓冲装置连接。
在列车运行过程中,由于车钩间隙的存在,线路纵断面变化、机车工况转变都在一定程度上造成列车冲动。
对于旅客列车而言,抑制冲动产生保持列车平稳运行,对确保行车安全和提升旅客乘坐舒适度具有极为重要的意义[1-6]。
针对旅客列车开展纵向动力学分析,探索旅客列车在不同运行工况下的纵向动力学特性,不仅能掌握列车冲动的产生机理,也能为优化旅客列车平稳操纵办法提供一定的理论依据[7-8]。
西安—安康铁路(简称西康铁路)线路条件较复杂,全线坡度大、曲线半径小,列车操纵要求较高。
以西康铁路实际图定开行旅客列车编组情况为依据,选取既有国产某和谐型电力机车和120 km/h 速度等级25G 型旅客列车,利用多体系统动力学分析软件Universal Mechanism (简称UM ),通过构建一维列车纵向动力学计算模型,对常用和紧急制动工况下的旅客列车纵向动力学指标进行对比分析,同时选取该线路青岔—营镇下行区段作为研究区段,考虑其实际线路纵断面作者简介:陈然(1994—),男,助理工程师。
Internal Combustion Engine&Parts・23・汽车纵向动力学研究综述Research Progress of Automobile Longitudinal Dynamics于旺YU Wang(沈阳理工大学汽车与交通学院车辆工程专业,沈阳110159)(Vehicle Engineering,School of Automobile and Transportation,Shenyang University of Technology,Shenyang110159,China)摘要:随着汽车工业的发展,汽车纵向动力学研究不断加深,汽车在道路上行驶,就会存在驱动、制动、滑移等纵向动力学方面的问题。
针对这一问题的研究,人们提出了汽车纵向动力学的概念。
汽车纵向动力学的研究主要包括:汽车制动动力学、汽车防抱死系统、汽车驱动防滑系统、汽车自适应巡航系统、汽车自动刹车系统。
本文将主要介绍汽车纵向动力学控制系统组成和原理、汽车制动动力学控制系统的研究进展、汽车防抱死系统的研究进展、汽车驱动防滑系统的研究进展、汽车自适应巡航控制系统的研究进展、汽车自动刹车辅助系统的研究进展。
Abstract:With the development of the automotive industry,the research on the longitudinal dynamics of automobiles has continued to deepen,and there are problems with longitudinal dynamics such as driving,braking,and slipping when the car is driving on the road.In view of this problem,people have proposed the concept of automobile longitudinal dynamics.The research of automobile longitudinal dynamics mainly includes:automobile braking dynamics,automobile anti-lock braking system,automobile driving anti-skid system, automobile adaptive cruise system,automobile automatic braking system.This article will mainly introduce the composition and principle of automotive longitudinal dynamics control system,the research progress of automotive brake dynamics control system,the research progress of automotive anti-lock system,the research progress of automotive drive anti-skid system,the research of automotive adaptive cruise control system Progress,research progress of auto brake assist systems.关键词:汽车;纵向动力学;防抱死;驱动防滑;制动动力学;自适应巡航;自动刹车;系统Key words:automobile;longitudinal dynamics;anti-lock braking;driving anti-skid;braking dynamics;adaptive cruise;automatic braking;system中图分类号:U469.72文献标识码:A文章编号:1674-957X(2020)24-0023-020引言目前城市的发展和道路的优化设计极大地考验了汽车在道路上的行驶性能,要想在现有的道路上道路上提高交通流量并控制交通事故的发生,这就要求汽车设计者能在提高汽车安全行驶的车速和减小汽车与前后车之间的距离(但能有足够的安全距离)的同时能够保证汽车的各方面的稳定性能。
第一部分开行重载列车,就机车车辆本身来讲,重载列车技术涵盖牵引性能、制动系统性能、列车纵向动力学性能、机车车辆动力学性能、机车车辆及其零部件强度以及合理操纵方法等众多方面。
而重载列车的通信、纵向冲击力和长大下坡道的循环制动问题是开行重载列车的三大关键技术。
而这三大技术其实就是制动系统的三大难题。
下面就以制动系统来分析。
1.重载列车制动系统的关键技术制动系统对列车运行安全具有举足轻重的重要作用,随着铁道技术的不断进步,已出现了多种制动方式,但对货物列车而言,空气制动仍是最基本的制动作用方式。
众所周知,货物列车空气制动作用的制约因素甚多,列车长度就是主要影响因素之一。
我国重载列车的发展始于20世纪80年代,至今列车编组重量已由5 000t级提高到2万t以上,编组辆数从62辆增加到210辆之多,列车最大长度已达2·6 km以上,导致空气制动作用条件严重恶化。
1.1制动空走时间和制动距离影响货物列车紧急制动距离的主要因素除制动初速、线路条件(坡道)、列车制动率(每百吨重量换算闸压瓦力)和闸瓦性能以外,还有影响空走距离的空走时间,后者主要与列车长度或编组辆数有关。
笔者在根据上述因素编制我国《铁路技术管理规程》中的制动限速表时,对货物列车考虑的列车编组条件为5000t级以下,由于重载列车编组辆数的增加,必然导致制动空走时间和距离相应增加,加上长大列车压力梯度对后部车辆制动力的影响,因此该限速表不适用于重载列车。
对于重载列车,其制动力应比普通列车高,以保持和普通列车同等的制动距离。
1.2充气作用和长大下坡道的运行安全列车空气制动后的再充气时间随编组辆数的增加而呈非线性的增加。
重载列车需要有比普通列车长得多的再充气时间,因此,在长大下坡道多次循环制动作用时对司机操纵方法特别是再充气时间的要求更高。
1.3减轻列车纵向动力作用货物列车在纵向非稳态运动过程中产生的纵向动力作用不仅是导致断钩、脱轨等重大事故的主要原因,也是破坏货物完整性和加速机车车辆装置疲劳破坏的重要因素。
汽车系统动力学课程学习(MATLAB)小组报告指导教师:杨树军组别:第五组组长:陈全祥 S150********组员:赵建兵S150********魏志斌 S150********魏庆 S150********刘维 S150********刘志雷 S150********2015年12月11日一、纵向动力学性能分析1、三点插值法确定发动机外特性方程,该方程的曲线是一个二次曲线,方程如下:Me=(n-ne1)(n-ne2)Te3/(ne3-ne1)(ne3-ne2) + (n-ne1)(n-ne3)Te2/(ne2-ne1)(ne2-ne3)+ (n-ne2)(n-ne3)Te1/(ne1-ne2)(ne1-ne3)曲线如下:2、计算最高车速最高车速可用驱动力行驶阻力平衡图求解。
各档位下的驱动力曲线和行驶阻力曲线的交点所对应的车速即为该车辆的最高车速。
行驶阻力—滚动阻力—空气阻力—驱动力注:在求最高车速时不能直接用最高档的驱动力等于行驶阻力得出最高车速,因为有些车辆的最高车速的档位不一定是最高档。
汽车最高车速=92.2736()3、最大爬坡度一档时候汽车有最大爬坡度。
一档最大驱动力阻力利用,解出的值。
本程序中利用图像法得到交点,交点对应的横坐标就是最大爬坡角度。
汽车最大爬坡角=4、计算各档的最大加速度当汽车在平直道路上加速时可以忽略道路阻力和空气阻力,则有:如图所示:1.6713 1.2590 0.9348 0.6731 0.4627 0.3050 0.1908 0.1069二、基于MATLAB的单轮模型ABS控制仿真1 动力学建模 1.1 单轮模型某车辆简化后的单轮制动力模型如图所示。
其中单轮质量为,车轮滚动半径为,车轮转动惯量为,车轮旋转角速度为,车轮中心前进速度为,地面制动力为,作用于车轮的制动力矩为。
忽略空气阻力和车轮滚动阻力,则系统的运动方程如下: (1)(2)公式中,地面制动力等于作用于车轮的法向反力与路面附着系数的乘积,其中为制动滑移率的函数。
磁悬浮列车动力学性能分析磁悬浮列车是一种基于磁悬浮技术实现高速运输的先进交通工具。
相比传统的轮轨列车,磁悬浮列车具有更高的速度、更低的噪音和更少的振动,因此备受关注。
在设计和运行磁悬浮列车时,动力学性能分析是至关重要的,它可以帮助我们了解列车的运行过程中的行为和性能,从而进一步优化设计和改进运营。
一、动力学性能分析的意义动力学性能分析主要是研究车辆在运行过程中的力学相互作用,包括加速度、速度、位移等参数的变化规律。
通过动力学性能分析,可以评估列车在直线段、曲线段、上坡道、下坡道等各种工况下的运行状况,帮助设计师和工程师更好地理解列车的性能和特点,从而进行优化和改进。
二、磁悬浮列车的动力学特点1. 纵向动力学:磁悬浮列车的纵向动力学主要指列车的加速度、速度和制动过程。
由于磁悬浮列车采用磁力进行悬浮,不需要轮轨间的摩擦力来提供纵向牵引力,因此列车的加速度和制动能力较强,能够实现更高的加速度和制动延迟。
2. 横向动力学:磁悬浮列车的横向动力学主要指列车在曲线段上的侧向加速度和侧向力。
由于磁悬浮列车采用磁力进行悬浮,不受轨道的限制,因此可以实现更大的侧向加速度和更小的侧向力,从而提供更高的曲线通过速度。
3. 垂向动力学:磁悬浮列车的垂向动力学主要指列车在起伏路段上的垂向加速度和垂向动态不平顺。
由于磁悬浮列车采用磁力进行悬浮,不需要轮轨间的接触力来支撑车体重量,因此可以实现更平稳的行驶。
三、动力学性能参数的评估1. 加速度:列车的加速度是指列车速度变化率随时间的导数。
通过评估列车在不同工况下的加速度,可以了解列车的加速度性能和加速度变化情况,为优化列车设计和提高运行效率提供参考。
2. 速度:列车的速度是指列车在单位时间内所运行的路程。
通过评估列车在不同工况下的速度变化,可以了解列车的速度性能和速度变化情况,为优化列车设计和提高运行效率提供依据。
3. 位移:列车的位移是指列车在单位时间内所运行的累积路程。
通过评估列车在不同工况下的位移变化,可以了解列车的位移性能和位移变化情况,为优化列车设计和提高运行效率提供参考。
基于车辆动力学的车辆稳定性分析与优化随着汽车行业的不断发展,越来越多的人选择汽车作为自己生活和工作中的必备交通工具。
在选择汽车的时候,人们不仅关注车辆外观和内饰,还要关注车辆的安全性和稳定性。
车辆的安全性和稳定性对于驾驶员和乘客的安全有着至关重要的作用。
在此背景下,研究基于车辆动力学的车辆稳定性分析和优化就显得尤为重要。
一、车辆动力学的基本知识要研究车辆稳定性分析和优化,首先需要了解汽车的基本动力学知识。
汽车的动力学主要包括三个部分:速度动力学、横向动力学和纵向动力学。
1.速度动力学速度动力学是指车辆在不同速度下的性能表现。
其中包括加速、制动、绕桩、绕弯等。
2.横向动力学横向动力学是指汽车在转向时的行驶性能,包括转向稳定性、悬挂系统、转向轮胎等。
3.纵向动力学纵向动力学是指汽车在加速、制动和坡道起步等情况下的性能表现。
车辆动力学是汽车工程师必须了解的基础知识,只有熟悉车辆动力学,才能保证车辆的安全性和稳定性。
二、影响车辆稳定性的因素车辆稳定性受到许多因素的影响,通常包括以下几个方面:1.车辆重心高度车辆重心越低,车辆越稳定。
因此,在设计汽车时,要尽可能将车辆的重心降低,以提高车辆的稳定性。
2.轮胎性能轮胎是汽车性能的重要组成部分,轮胎的选择和性能影响车辆的稳定性。
结构牢固、抓地力强的轮胎能提高车辆的稳定性,并有效降低悬挂系统的损坏程度。
3.转向系统转向系统是汽车的核心部件之一,影响着车辆在转向时的稳定性。
一个优秀的转向系统能够提供良好的转向性能,并确保车辆在高速行驶和高难度驾驶条件下的稳定性。
4.悬挂系统悬挂系统是汽车行驶中最重要的组成部分之一,对车辆的稳定性和舒适性有着重要的影响。
初步、更新的悬挂系统可以提高汽车的稳定性,更好地适应不同的路况。
以上是影响车辆稳定性的几个重要因素,在进行车辆稳定性分析时,需要将这些因素综合考虑。
三、基于车辆动力学的车辆稳定性分析与优化为了提高车辆的稳定性,需要进行基于车辆动力学的分析和优化。