相对摩擦因数对铁路货车平稳性指标影响研究

李亚威，傅茂海，李 杰，魏传超

(西南交通大学 机械工程学院，四川 成都 610031)

0 引言

铁路货车运行时，由于线路不平顺、车辆结构尺寸偏差、装载时货物重心偏差等因素，致使车辆系统内的零部件产生位移、速度和加速度,尤其是车体的振动直接影响所运货物的完整。某型煤炭漏斗车经过动力学性能测试，出现空车和重车的垂向加速度符合标准规定的限度值，但其垂向平稳性指标均比较大的现象，个别指标超出了GB/T 5599—1985标准规定的良好限度。

本文首先对车辆运行平稳性指标进行分析，研究影响平稳性指标的主要因素，再应用SIMPACK多体动力学分析软件建立该车的动力学仿真模型，在车速50 km/h～110 km/h范围内对车辆垂向振动加速度进行频谱分析，探讨引起垂向平稳性指标较大的原因。

1 Sperling平稳性指标

国内外铁路机车车辆动力学性能评定标准一般采用平稳性指标来评定乘用车辆的运行品质。Sperling等人在进行大量单一频率振动实验的基础上提出了影响车辆运行平稳性的两个重要因素，即振动加速度大小(幅值)及其变化率(频率)。

(1)

其中：z0为振幅，cm；f为振动频率，Hz；a为振动加速度，cm/s2，a=z0(2πf)2；F(f)为与振动频率有关的加权系数。

由于旅客对不同方向振动频率的反应不同，因此F(f)对于垂向振动和横向振动是不同的，如表1所示。

表1 频率修正系数F(f)

表1和式(1)表明,不同振动频率对平稳性指数的贡献不同，具体反映在频率修正系数上，横向及垂向振动频率修正系数随频率的变化关系如图1所示。……