华东交通大学车辆工程导论赵怀瑞列车系统动力学
车辆—轨道垂向系统的统一模型及其耦合动力学原理
车辆—轨道垂向系统的统一模型及其耦合动力学原理示例文章篇一：哎呀，这题目对我这个小学生来说也太难懂啦！什么“车辆—轨道垂向系统”，什么“耦合动力学原理”，这都是啥呀？我就想啊，车辆不就是我们平常坐的公交车、小汽车吗？轨道不就是火车跑的铁轨吗？可这垂向系统又是啥呢？难道是说车和轨道上下的关系？就好像我和我的好朋友一起跳绳，我俩的动作得配合好，不然绳子就会打结。
车和轨道是不是也得配合好，不然车就会颠得厉害，甚至还可能出危险呢？老师给我们讲这个的时候，我看好多同学都一脸懵。
我就偷偷问同桌：“你能听懂吗？”他摇摇头说：“这比做数学题还难！”我又想，这会不会就像搭积木，每一块积木都得放对地方，要不然整个房子就搭不起来。
车和轨道是不是也是这样，每个部分都得在正确的位置，发挥正确的作用，这样车才能跑得又快又稳？我回家问爸爸，爸爸说：“这可复杂啦，就像一个大拼图，每一块都不能错。
”我还是不太懂，又问：“那为啥要研究这个呀？”爸爸笑着说：“要是不研究清楚，火车出轨了咋办？”我心里一惊，这可太可怕啦！那这个统一模型是不是就是把车和轨道当成一个整体来研究，找出它们之间的规律？就像我们做游戏要知道规则一样。
可这耦合动力学原理，到底是啥呢？我感觉自己的脑袋都要想破啦！难道是说车和轨道之间有一种神秘的力量在互相影响？就像我考了好成绩，妈妈会高兴，妈妈高兴了会给我做好吃的，这是不是也有点像耦合呀？哎呀，我真希望自己能快点长大，能一下子就明白这些复杂的东西！我觉得研究这个的科学家们可真厉害，能搞懂这么难的东西，一定花了好多好多的心思。
反正我觉得，弄清楚这个车辆—轨道垂向系统的统一模型及其耦合动力学原理太重要啦，能让我们坐的车更安全，出行更放心！示例文章篇二：哎呀呀，这题目也太难了吧！对于我一个小学生来说，“车辆—轨道垂向系统的统一模型及其耦合动力学原理”，这听起来就像外星语言一样！我想想啊，车辆，那不就是我们平常坐的汽车、火车啥的嘛。
车辆系统动力学pdf
车辆系统动力学
车辆系统动力学是汽车理论的一个重要研究方向，它主要研究汽车的动态性能，包括动力性、燃油经济性、操纵稳定性、形式平顺性和通过性等。
运用系统方法及现代控制理论，结合实例分析，可以对车辆动力学模型进行建立、计算机仿真、动态性能分析和控制器设计。
此外，汽车系统动力学也会讨论受汽车发动机、传动系统、制动系统影响的驱动动力学和制动动力学。
在研究中，汽车被视为一个动态系统，对其行为进行深入研究，讨论其数学模型和响应。
其目的是研究汽车受到的各种力以及这些力与汽车运动之间的相互关系，找出汽车主要性能的内在规律和联系，提出汽车设计参数选取的原则和依据。
同时，《汽车系统动力学》这本教材也提供了丰富的理论知识和实践应用案例。
华东交通大学 车辆工程导论第一周 车辆工程专业概述
列车制动
车辆系统 动力学基础
……
互换性与技术测量
机械制造基础
公 共 基 础 课 平 台
机车车辆制造工艺与装置
机车车辆检修与运用管理
课后思考作业
您毕业后想从事什么工作？
如何满足本专业的毕业要求？
合理制定自己的职业规划！
有规划的人生叫蓝图，有目标的人生叫航行。
列车外形谱系化设计—shiren77@
二、车辆工程专业发展历程
1、发展历程
1839年6月3日，虎门
1840年6月28 ~1842.8月27
二、车辆工程专业发展历程
1、发展历程
二、车辆工程专业发展历程
1、发展历程
列强来中国为了什么？
二、车辆工程专业发展历程
1、发展历程
/bencandy.php?fid=99&aid=1292
二、车辆工程专业发展历程
金达(1896.5.4)上书说：“目下中国所急需者，首在多储
人才……”“今朝廷业经定意推广铁路，核计目下人才虽修 路六百里亦不敷用。既乏人才，仅靠外国员司办理诚非得计， 而办工撙节，成路迅速实难专靠洋工程师数人。” 吴调卿(1896.11)程文朝廷说：“铁路自创办以来，先开
一、车辆工程专业内涵
2、车辆工程
车辆工程
/item/学科/2634099
理论、设计及制造技术的工程技术领域。 (综合性学科和工程领域) 车辆工程专业 专业是依据确定的培养目标设置于高等学校(及其相应
的教育机构)的教育基本单位或教育基本组织形式。
车辆工程专业是培养掌握***，了解并重视***，能在企 业、科研院(所)等部门，从事***，具有高级专门人才。
基本岗位能力
轨道车辆制造 （工艺方案制定及生产设计) 轨道车辆制造 （制造及质量检验）
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
华东交通大学-车辆工程导论-(赵怀瑞)200kmh动车组空气动力学车头+挡风玻璃+刮雨器介绍剖析
• 空气动力学车头承受树脂、夹芯泡沫的三明治构造。
• 树脂符合NF F 16-101中M1F3等级。
• 空气动力学车头外壳使用的油漆与车体钢构造上使用 的油漆一样。但空气动力学车头外壳的分色是在空气 动力学车头外壳安装完成后与车体钢构造同时进展， 防止单独分色造成安装后色带对接不齐的现象。
2.2、司机室外壳
• 玻璃温度不超过80℃〔粘接层承受最大温度〕，使用3个4线 PT100探针测温。
• 挡风玻璃与司机室外壳接地。
挡风玻璃标准测试
用来猎取温度图而在加热过程中进展的挡风玻璃 热力图测试，目的是为了确定当加热时候危急 的、并且在经受肯定数量的热力学负载周期时 候引起挡风玻璃故障的可能存在的热点。这个 测试必需在挡风玻璃没有冰时在外界温度下进 展：在测试开头的第一个15分钟过程中，挡风 玻璃功率处于额定值，尤其要在接近电极处检 查产品的热点。假设玻璃没有裂开，玻璃外外 表上两个区域之间，间距为10cm，的温差低 于25度。试验就通过了
200km/h动车组空气动力学车头、 挡风玻璃、刮雨器介绍
铁路客车开发部 2023年1月
1、工程简介 空气动力学车头位于每列车的MC2车和MC1车上； 空气动力学车头工程包括司机室外壳和司机室 内装两大局部；阿尔斯通的供给商是法国 DEFI22公司，中国动车组工程由DEFI22 向CRGC 〔长客玻璃钢公司〕进展技术转让；CRGC生产 后51列车，其国产化率到达100%；另外，司机 室区域还有挡风玻璃、司机室侧窗、刮雨器、 排障器等设备〔此局部不是CRGC的供货范围〕。
2.6、底架防雪爱护装置
底架防雪爱护装置
• 底架防雪爱护装置的材质为厚度为3的铝板。 • 底架防雪爱护装置在前部司机室区域安装完成后进展
车辆动力学基础 ppt课件
❖ 国内在70年代末在该方面的研究才真正开始起步， 并形成对国外先进技术的追赶之势；但终因基础薄 弱、起步晚，虽然经过20多年的致力发展，目前仍 与国外先进技术有一定的差距；
第一章 概论
14
ห้องสมุดไป่ตู้
四、高速列车十大关键技术
1. 交流传动技术 2. 复合制动技术 3. 高性能转向架技术 4. 轻量化技术 5. 优良空气动力学外型 6. 自动控制监测与诊断技术 7. 密接式连接技术 8. 车厢密封及集便排污技术 9. 倾摆车体技术 10. 高性能受电弓技术
+静 平 衡 位 置
❖ 抗干扰能力+平稳性
频 域 谱 密 度 方 差 分 析
❖ 极限环计算
❖ 曲线/任意线路通过
❖ 抗干扰能力+平稳性
随 机 激 励
（ 实 测 或 PSD转 换 ）
解 析 激 励 （如正弦等）
❖ 特殊分析
曲 线 通 过 S型 曲 线 通 过 轨 道 扭 曲
实 测 轨 道 走 向 等 等
❖ 在产品开发前期对基本设计思想的论证。比如用简 单的模型对各种方案的动力学特性进行初步评估。
❖ 用更精细的模型在产品设计阶段对系统性能进行优 化。
❖ 对最终设计的产品性能进行校核，即对车辆的稳定 性、平稳性、曲线性能和各类作用力进行评价。
❖ 预测实验室试验结果和现场试验结果，以辅助编制 试验计划。
❖ 利用计算机，动力学的理论研究成果直接用于合 理选择现代车辆的参数、优化设计及预测动力性 能。
第一章 概论
29
国内在车辆动力学研究方面取得的主要成就
❖ 车辆系统动力学仿真（平稳性、稳定性、安全性）； ❖ 车辆及列车脱轨理论和试验研究； ❖ 轮轨接触几何关系分析； ❖ 磨耗型踏面设计； ❖ 车辆悬挂系统新型元件应用（空气弹簧、抗侧滚扭杆、
华东交通大学 车辆工程导论《车辆工程导论》教材致母校读者(北京交通大学)
致母校读者“老师讲的东西有什么用？”“大学毕业后我能干什么？”大学期间，上述两个问题经常困扰着我。
第一个问题，课堂上不清楚老师所讲知识的用途，使自己学习乏力。
第二个问题，对于自己未来没有信心，找工作过程中就比较忐忑。
2012年08月底来华东交通大学报道后，第一学期本来没有教学任务，开学一周后，一位同事因工作调动把2011级车辆工程卓越工程师班的《工程概论》丢给了我。
《工程概论》是一门新课，没选教材，也没有教学大纲，如何上好这门课成了一个问题。
“未来的世界，方向比努力重要”。
清华大学原校长顾秉林留给毕业生的话给我很大的启示。
结合大学期间困扰我的上述两个问题，综合考虑后，我决定给学生讲“车辆工程导论”。
授课内容分为两部分，第一部分介绍专业培养方案，侧重于培养目标与课程体系介绍；第二部分为专题讲座，是本课程的重点内容，主要讲授车辆工程学科的主要研究方向，侧重于各研究方向科学问题、研究现状和趋势的介绍，以引导学生专业兴趣的发展。
经过两年的实践和探索，教学体系与内容更加完善，也取得了良好的教学效果。
如，车辆卓越2011-1班课程结束后，在兴趣小组的基础上，有5组参加江西省2013大学生创新创业项目；车辆卓越2012-1班课程教学过程中，出现了旁听生，最多的时候达到正式上课学生数量的一半。
学生们课上、课下的表现，给我极大的鼓舞，也让我有了把讲义编成教材的冲动，并开始和行业高校知名的专家教授以及现场的工程技术人员联系，邀请他们参与本教材的编写。
在广大参编人员的共同努力下，中国铁道出版社编辑的大力帮助下，本教材终于和广大读者见面了。
为了使本教材教学效果最大化，针对如何用好本教材提点建议，仅供母校读者参考。
一、老师采用本书作为“车辆工程专业导论（概论）”教材时，建议您：1.第一章，重点对本专业培养方案进行总体介绍，引导学生思考大学毕业后想从事什么样的工作即就业去向问题。
2.第二章，重点介绍铁路运输在国民经济中的地位，机车车辆在铁路运输中的地位，激发学生的专业自豪感。
华东交通大学 车辆工程导论 (赵怀瑞)第十四周 轨道车辆强度与疲劳
三、疲劳研究内容与方法
1. 疲劳研究内容
为什么研究疲劳，或者说研究期望是什么？ 1)疲劳机理研究
裂纹萌生、扩展 2)结构抗疲劳设计方法研究
3)结构疲劳分析方法研究
● 怎么样保证安全？ ● 是否安全？
强度与寿命 4)在线检测
● 故障什么时候发生？
三、疲劳研究内容与方法
2. 疲劳研究方法
研究目的 时间、金钱 实验方法 疲劳复杂性 实验的破坏性 ？ 可靠性 不确定性因素？ 疲劳 疲劳可靠性 实际结构 实物实验难！
/jp2005/23/website/webcourse2004/
五、铁道车辆疲劳设计方法
轨道车辆疲劳设计现状
无裂纹，发现则换
车辆疲劳设计要求
定性的：安全否？ 定量的：20 or 30？
五、铁道车辆疲劳设计方法
2.车辆疲劳定性设计
疲劳极限图：在疲劳寿命N 一定时，表示疲劳极限 N
生……，称为…….
五、铁道车辆疲劳设计方法
1.疲劳设计方法分类
● 损伤容限设计
假定构件中存在裂纹，用断裂力学分析和实验验证的方
法，保证在定期检查肯定能发现之前，裂纹不会扩展到足以
引起破坏。(20世纪70年代) 裂纹什么时候扩展？扩展速率与裂纹临界尺寸？ 选用韧性较好、裂纹扩展缓慢的材料，以保证有足够的 ac和充分的时间，安排合适的检查周期。
材料试验
四、疲劳机理与断口
1.疲劳机理
疲劳破坏阶段 裂纹萌生、扩展和失稳断裂3个阶段
疲劳寿命=裂纹萌生寿命+裂纹扩展寿命
四、疲劳机理与断口
1.疲劳机理
疲劳裂纹的起始或萌生，称为疲劳裂纹成核。 疲劳裂纹 成核 扩展至临界 尺寸 断裂 发生
裂纹起源（裂纹源）在何处？ 高应力处： 1）应力集中处：缺陷、夹杂，或孔、切口、台阶等
华东交通大学车辆工程(赵怀瑞)期末考试题型
14.简述C80型铝合金运煤专用敞车的特点车体由底架、端墙、侧墙及浴盆组成；中梁为乙型钢，枕梁箱形断面结构，侧梁为高强度铝合金挤压型材；端墙、侧墙及浴盆由高强度铝合金板材和各种高强度铝合金挤压型材构成；两侧墙间设有一个K形结构和2根拉杆，防止车体侧墙外涨C76型敞车有哪些结构特点？采用无中梁结构的单浴盆底架结构，充分利用底架下部空间，增加车辆装载容积，降低车辆重心高度，提高了车辆运行平稳性；装用加强型中梁和冲击座，梁件和板材采用高强度耐候钢，优化牵引梁结构，提高了心盘座的强度；采用16、17转动与固定车钩，MT-2缓冲器；装用转K5和转K6转向架双作用弹性旁承的工作原理是什么？双作用常接触式弹性旁承将单滚子旁承与常接触旁承结合起来，实现两者的优势，以适应货车提速和改善动力学性能的要求。
通过预压缩弹性旁承体，增大车体相对于转向架的回转力矩，以提高车辆蛇行失稳临界速度和运行平稳性。
当车体相对摇枕侧滚时，弹性旁承体会起约束作用，防止上下心盘的翘离。
当侧滚过大，上旁承将压靠滚子，防止侧话题过大侧滚及减少回转阻力的过分提高。
P64型棚车结构上有哪些特点？P64型3棚车是一种具有内衬的新型棚车，车体为全钢电焊结构。
它由底架、侧墙、端梁和车顶组成。
底架中梁、枕梁、下侧梁、大横梁、小横梁、端梁和纵向梁组成。
侧墙为板柱式结构，由侧柱、侧墙板和侧门组成。
端墙也是板柱式结构，由端力柱、端墙板和上端梁组成。
车顶由上侧梁和车顶板组成。
简述缓冲器的工作原理及分类。
缓冲器的工作原理是借助于压缩弹性元件来缓和冲击作用力，同时在弹性元件变形过程中利用摩擦和阻尼吸收冲击能量。
根据缓冲器的结构特征和工作原理，一般可将缓冲器分为几种类型：弹簧式缓冲器；摩擦式缓冲器；橡胶缓冲器；摩擦橡胶式缓冲器；粘弹性橡胶泥缓冲器；液压缓冲器及空气缓冲器等。
加装心盘磨耗盘有何意义？由于货车车体由心盘承载，运用过程中承受着各种作用力，上下心盘面很难保持平面，心盘磨耗、裂损的故障较多，增大了检修工作量，故采用了耐磨性能优良的心盘磨耗盘，材质为特种含油尼龙。
华东交通大学车辆工程A卷期末考试标准答案
（1分）组成的小车（1分），称为转向架。
说明：回答转向架组成或作用的，给1分的辛苦分。
5.三角坑若左、右两轨（1分）四点间（1分）不在同一水平面（2分）则称为有三角坑。
评分说明：出现上述知识点，即可得1分。
五、简答题(每题6分，共30分)1. 阐述轨道车辆基本特点及其内在联系答：轨道车辆基本特点为：1）自行导向(1分)2）低运行阻力(1分)3）成列运行(1分)4）严格的外形尺寸限制(1分)相互关系：轨道车辆沿既定的轨道行驶，且不能主动避让（自行导向），为了确保车辆安全运行，需要对其进行严格的外形尺寸限制；（1分）轮轨之间的接触关系，使得车辆在运行过程中所受的阻力较低，因此在相同的牵引力的情况下可以牵引更多的车辆，即成列运行。
1（分）评分说明：在意思大体相同情况下，出现上述知识点，即可得1分。
2. .阐述明轴箱定位的作用，并识别图KS-1中轴箱定位方式。
答：轴箱定位的作用：1）避免车辆在运行速度范围内发生蛇形运动失稳；（1分）2）保证车辆在曲线时的良好的导向性能（或曲线通过性），减少轮轨冲击和侧压力，减轻轮缘和钢轨磨耗；（2分）3）确保车辆的安全性和平稳性（1分）轴箱定位方式识别：a) 导框式（分）b) 固定式（分）c) 橡胶弹簧定位（橡胶堆）（分）d) 转臂式（分）评分说明：在意思大体相同情况下，出现相应的知识点即可以得分，不扣分。
3.从以下两题中，任远一题1）CRH3型动车组采用Scharfenberg密接式车钩,解释闭锁位置及原理。
答：连挂时，钩锁的凸锥(a)滑进对应车钩的凹锥(b)，并将导向杆(8)推回，导向杆使棘轮(9)解锁（2分）。
由此，钩锁在拉伸弹簧力(6)的作用下释放并旋转，直到钩板(4)碰到车钩头外壳(1)（2分）。
凹锥内的钩舌(2)与钩板槽啮合，达到连挂位置，钩锁都闭锁（2分）。
2）车辆抗侧滚扭杆装置及示意如图KS-3所示，说明其作用原理。
答：当车辆发生侧滚时（1分），一根连杆向上运动，另一根连杆向下运动（1分），这时带动扭臂的一头分别向上和向下运动即作用于扭杆一个力矩（1分），使得扭杆发生扭转变形（1分），扭杆产生的反力矩抵抗车体侧滚（1分），从而改善车体侧滚性能（1分）。
华东交通大学 车辆工程导论 (赵怀瑞)交通与运输含义初探
叶士东（2005）指出，古汉语中交与通二字均出现但未连一起的 情况。交通二字连于一起成为一词，大体上有两种含义。一为互相通 达，如陶渊明《桃花源记》云：“阡陌交通，鸡犬相闻。”一为交往、勾结， 如《史记·黥布传》云：“布已论轮丽山，丽山之徒数十万人，布皆与其 徒长豪桀交通。”在古汉语中的“运输”，其意即为转运输送，与今日亦 相差无几，如《史记·司马相如传》中之《谕巴蜀檄》：“郡又擅为转粟运 输”。1908 年开始编纂，1915 年初版的《辞源》一书，给交通下有定义： “凡减少或排除因地域隔离而发生困难者，皆为交通”。
(7)为防止绝缘线路水气进入,绝缘线路所用耐张线夹选用不剥 皮结构,搭接头、接火点选用穿刺线夹,并同步做好密封措施。干线段 耐张杆连接处为保证连接效果,也可选用并沟线夹,但需用绝缘自粘 带将破皮处包裹二层和其它密封处理。
(8)对于ห้องสมุดไป่ตู้空绝缘线路断线处理,宜采取压接方式处理,并用普通 电缆热缩管加密封胶进行密封。
关键词：交通、运输、经济学、专业化、分工
1 引言 赵坚（2007）在《交通与运输的含义及交通经济学问题》一文中， 对交通、运输的含义进行了划分，并指出理应独立存在交通经济学学 科，以区别通常为学界所共识的运输经济学学科。赵坚的观点涉及学 科体系的划分，是一个极其复杂需慎重讨论的问题。本文无意对学科 的划分，以及赵坚文章中的其他内容更多的讨论，仅试图讨论与之相 关但更为基本的问题。即，交通与运输之间是否存在区别；如果存在 区别，造成这一区别的原因又是什么；更进一步，不论是否存在区别 都需要回答，交通与运输行为与其所引致的经济现象之间存在什么 样的关系。 为了研究上述问题，本文通过考察中文（英文）语境下交通、运输 的基本含义，进一步分析与交通、运输行为有关的经济现象。如果人 类认识普遍一致，则中英文交通、运输的含义应当是相近的。反之，如 果不同语境下的交通、运输表达为不同的含义，则交通、运输的有关 研究确实可能确实存在学科分类的差异，那么就需要对交通、运输的 含义进行更为仔细的甄别。 本研究分三部分，第一部分是考察不同语境下的交通、运输含义 的相似性或差异性；之后是基于经济学视角对交通与运输相似性与 差异性的原因进行分析；最后，以历史发展的视角对交通、运输含义
华东交通大学 车辆工程导论 (赵怀瑞)中国铁路现状与发展
2006年
尽管如此，铁路运输紧张状况远未得到根本缓解。
“4·18”以来，动车组列车一票难求，全程座席利用率高
达126%；直达特快列车始发上座率达到99.9%，高峰时段 能力尤为紧张；兰州、西安、成都、昆明、乌鲁木齐等 中西部地区的客运大站旅客发送量同比也增长12%以上。
解决铁路运输紧张状况的根本途径是加快铁路建设， 新建客运专线，实现客货分线运输。这也是世界铁路发 达国家普遍采取的途径。
时速200公里及以上动车组
时速200公里及以上动车组自主创新
高速动车组是当今世界高新技术的集成,应用了轮 轨关系、交流传动、制动控制、列车运行控制、信息 工程、空气动力学工程、人体工程、环保工程、可靠 性与安全性技术等多个专业领域的研究成果，是高速 铁路的标志性装备。
我国幅员辽阔，南北气候差异大； 东西部经济发展水平不均衡； 路网规模大，长途与短途需求各异。
首次开行78列“夕 发朝至”列车。
1998年第二次大提速：京广、京沪、京哈三大干线为重 点，扩大了提速范围
时速140公里铁路由 293公里增加到1454公 里，
时速160公里线路由 268公里增加到445公 里。
广深铁路最高速度达 每小时200公里
2000年第三次大提速：陇海、兰新、京九、浙赣线
程到达527公里，是日本的19倍，印度和俄罗斯的5倍。
铁路运营里程增幅9.9%,国内生产总值增幅73.4%； 铁路营业里程增幅远远低于全国GDP增幅。
近几年，公路每年投资都在3000—4000亿元，而铁 路一直为500亿元左右，2005年全国铁路基本建设投资最 高，才完成889亿元。
北京-上海航线的飞行班次从1995年的8896次增加到 2004年的29004次，年均增加13.59%；
华东交通大学 车辆工程导论 (赵怀瑞)华东交通大学 车辆工程导论 (赵怀瑞)第六章 高速与重载
验记录。
二、重载运输
2、世界重载运输发展状况
巴西：维多利亚-米纳斯铁路
标准编组列车为320辆编组，列 车牵引重量31000吨
二、重载运输
2、世界重载运输发展状况
中国：大秦铁路2万吨，塑黄(陕西神池至河北黄骅)
二、重载运输
2、世界重载运输发展状况
目前，世界各国重载铁路年运量普遍在１亿吨以下， 超过１亿吨的重载铁路仅有几条，主要是 ： 巴西，维多利亚—米纳斯铁路(898km)，为1.3亿吨
that means there's considerable convergence of design elements
between all of the manufacturers. They're all basically chasing the same thing. Distributed power, regenerative braking, greater modularity, noise reduction – it's all standard for the next generation."
一、高速铁路
2、高速铁路技术经济特征 最大坡度(Fr 3.5，Ja东海道1.5，Ge客货1.25，C2.5)
最小曲线半径(Fr+Ja 4k，Ge7k，I3k，C7k)
线间距(0.82～1.7m，C5m)
一、高速铁路
3、世界高速铁路发展状况
1964年，世界第一条高速铁路在日本建成；
1981年、1991年，法国、德国高速铁路相继开通；
HXN3 重载内燃机车的最大功率可达 大机 美国EMD 6000hp6000 （4476kW) HXN5 戚输
华东交通大学车辆工程 第十、十一章 车辆设计
车下设备布置设计(牵引、制动，污水等)
特殊设备设计(装卸设备)
三、车辆总体设计
4.主要经济与技术指标确定
车辆经济技术指标由多种因数综合确定，需统筹兼顾。
自重系数(自重/标记载重,客车)
比容系数(标记容积/标记载重，2m^3/t,2.3m^3/t) 每延米轨道载重(桥梁) 轴重、轴数(载重与曲线) 运输成本(车种、车型，通用 or 专用，运用)
三、车辆总体设计
6.总体尺寸设计
3)高度方向
底板面高度(站台、车钩、转向架)
车辆上部高度(净空、限界、阻力等) 4)部件间隙 曲线时，车体与转向架相对转动
曲线时，车端间隙及车钩摆角
变坡点处，两车端部相对运动
三、车辆总体设计
6.总体尺寸设计
5)车辆配重
定义：调整位置，使重心……
意义：动力学性能 方法： 调整设备安装 高度控制阀
Px 0, Py
i i
i i
0
弹簧刚度
三、车辆总体设计
7.人机工程设计
基于人机工程学的产品设计方法
1)产品与人体的尺寸、形状及用力是否配合；
2)产品是否顺手和方便使用； 3)是否能防止操作时意外的伤害和错用时的危险； 4)各操作单元是否实用； 5)各元件在安置上能否使其意义毫无疑问的被辨认； 6)产品是否便于清洗、保养及修理。
二、轨道车辆设计概述
4.设计方法
传统设计方法 以经验总结为基础，运用力学和数学的经验公式、图表+ 设计手册为依据，通过经验公式、近似系数或类比方法进行车 辆设计。
偏重于经验和近似，结果近似或不确切，甚至失误；
信息处理方式为手工； 技术、经济以及美工方面统一度较差； ……
二、轨道车辆设计概述
车轮多边形幅值对侧向通过道岔区振动传递特性的影响
机床与液压
ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ
第 ４９ 卷 第 ７ 期
Ａｐｒ． ２０２１
Ｖｏｌ ４９ Ｎｏ ７
ＤＯＩ： １０．３９６９ ／ ｊ ｉｓｓｎ １００１－３８８１ ２０２１ ０７ ０２５
本文引用格式： 林凤涛，万晟阳，胡伟豪，等．车轮多边形幅值对侧向通过道岔区振动传递特性的影响［ Ｊ］ ．机床与液压，２０２１，４９
ＬＩＮ Ｆｅｎｇｔａｏ １ ， ＷＡＮ Ｓｈｅｎｇｙａｎ ２ ， ＨＵ Ｗｅｉｈａｏ ３ ， ＬＩＵ Ｂａｏｃｈｅｎ ４ ， ＺＨＡＮＧ Ｈａｉ １ ， ＹＡＮＧ Ｙａｎｇ １
（１ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ， Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｊｉａｏｔｏｎｇ
车轮多边形幅值对侧向通过道岔区振动传递特性的影响
林凤涛１ ， 万晟阳２ ， 胡伟豪３ ， 刘宝臣４ ， 张海１ ， 杨洋１
（１ 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室， 江西南昌 ３３００１３； ２ 南昌轨道交通集团
有限公司运营分公司， 江西南昌 ３３００００； ３ 中铁物总运维科技有限公司， 山东济南 ２５００００；
国内外学者关注的重点之一。 ＳＮＹＤＥＲ 等 ［２］ 将车轮多
边形磨耗数据与实测的车轮冲击载荷数据进行综合分
析， 认为车轮多边形磨耗造成的高频振动会对轴箱、
车轮 及 轨 道 扣 件 的 寿 命 产 生 影 响。 ＪＯＨＡＮＳＳＯＮ 和
ＮＩＥＬＳＥＮ ［３］ 研究了不同车轮多边形对轮轨垂向力和轨
道垂向振动响应的影响， 得出不同车轮多边形及不同
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N700,AGV?
7.低动力转向架研制 8.铰接式列车研制
火车过道岔
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二、列车系统动力学科学问题
1.列车运行稳定性
3)倾覆安全性
什么时候发生？如何控制？
西班牙列车弯道超速
海燕吹翻列车
二、列车系统动力学科学问题
2.列车运行平稳性问题
列车运行中产生的各种振动影响旅客乘坐舒适性和运输 货物完好性程度。
Introduction to vehicle engineering
（车辆工程导论）
CRH China Railway High-speed
赵怀瑞 2016年06月
交融思想,启迪智慧
CRH China Railway High-speed
引言
胶济铁路事故(2008.4.28) 西班牙铁路事故(2013.07.24)
二、列车系统动力学科学问题
1.列车运行稳定性
1)蛇形运动稳定性 新干线试验列车速度超过200公里后，左右车轮突然发生
剧烈地大幅度的左右振动，当时实测数据如下：蛇行运动发 生时，试验车辆的车体左右振动加速度是正常运行时的10倍 研以究上问，题转：向架以4赫兹(每秒4次)的频率呈有规则的波形振动， 同时什车么轮时对候轨发道生的(横标向准压)？力约达80千牛(约8163公斤)，轨道 严重受损哪坏些，因列素车影巳响经，有如脱何轨控的制危？险!
一、列车动力学基础
什么是(列车系统)动力学？
动力学是理论力学的一个分支学科，它主要研究作用于 物体力与物体运动的关系。
怎么样描述物体运动(状态)？
加速度，速度，位移。
物体运动状态与力之间的关系？
F ma v v0 at s vt
一、列车系统动力学基础
物体运动状态与力的关系？
F ma v v0 at s vt
道钉拔起： Q 19 0.3Pst
弹性扣件： Q 0.4Waxle
无缝线路木轨枕：Q 0.8510 0.5 Pst1 Pst2
无缝线路混凝土轨枕：Q 0.8510 0.5 Pst1 Pst2
三、列车系统动力研究方法
1.试验法
1)线路试验
线路试验特点？
三、列车系统动力研究方法
如何评价与保证列车运行平稳性？
ISO-2631-4 ,ENV 12299，JIS E 4023
我国车辆运行平稳性指标与等级
二、列车系统动力学科学问题
4.列车曲线通过性
二、列车系统动力学科学问题
4.列车曲线通过性
1)磨耗性能
列车通过曲线时所产生的车轮踏面、轮缘和钢轨的磨耗 是评价列车曲线通过性的重要指标。
1)车体振动加速度
2)Sperling指数
运行品质： W 7.0810 A3 舒适度评价： W 7.0810 A3 F f
f
f
其中，A为振动加速度幅值，f为振动频率，F(f)修正系数。
二、列车系统动力学科学问题
2.列车运行平稳性问题
列车运行中产生的各种振动影响旅客乘坐舒适性和运输
货物完好性程度。 3)其它
1.列车运行稳定性
1)蛇形运动稳定性 具有一定踏面形状的车轮即使沿着平直轨道运转，受到
微小激扰后就会产生一种振幅保持现状或继续增大直道轮缘 受到约束的特有运动，此时轮对向前滚动一面横向往摆动， 一面又绕铅锤中心来回转动，其轮对中心轨迹呈波浪形，称 蛇形运动。当激扰消失而剧烈的蛇形运动不能收敛时，则称 蛇行失稳。
踏面与轨面接触：Wt1 uF
Wt2 uF
h 2 R
tan a2
u —轮轨间摩擦系数 h—轮缘与钢轨侧面接触点到
F —轮轨间法向力
踏面间的垂直距离
a —车轮冲角和轮缘角 R —车轮半径
二、列车系统动力学科学问题
4.列车曲线通过性
2)轮轨横向力
随着运行速度的提高，列车过曲线时横向力增加。急剧 增加的横向力不仅使钢轨、扣件等部件产生损伤和破坏，还 可能导致不平顺加剧，严重时甚至影响行车安全。
事故原因：火车超速脱轨 为什么，给个理由先？？
Railway System Dynamic
（列车系统动力学）
CRH China Railway High-speed
赵怀瑞 2016年06月
交融思想,启Leabharlann 智慧CRH China Railway High-speed
提纲
● 列车动力学概述 ● 列车系统动力学问题 ● 列车系统动力学研究方法 ● 国内相关研究团队介绍 ● 列车动力学研究趋势
二、列车系统动力学科学问题
1.列车运行稳定性
2)脱轨安全性 《铁路行车事故处理规则》把“脱轨”解释为：机车、车 辆、动车、重型轨道车(包括拖车)的车轮落下轨面(包括脱轨 后又自行复轨)。
爬轨脱轨 跳轨脱轨 掉道脱轨
二、列车系统动力学科学问题
1.列车运行稳定性
2)脱轨安全性 列车脱轨危及行车安全，轻者中断行车，扰乱运输秩 序；重者车毁人亡，造成重大经济损失和社会影响。 研究问题： 什么时候发生(标准)？ 受哪些因素影响，如何控制？ 扩展阅读：
列车动力学与之前动力学不同在哪?
稳定与时变的不同！
一、列车系统动力学基础
列车动力学与之前动力学不同在哪?
一、列车系统动力学基础
结构动力学
车辆动力学 列车(系统)动力学 货车(物)动力学
二、列车系统动力学科学问题
1.列车运行稳定性
安全是最根本的要求。 1)蛇形运动稳定性
蛇形运动视频
二、列车系统动力学科学问题
1.试验法
2)室内试验 室内试验特点？
三、列车系统动力研究方法
2.仿真计算
仿真计算特点？
四、国内研究团队
四、国内研究团队
1.西南交通大学 2位院士 3支队伍
四、国内研究团队
1.西南交通大学
四、国内研究团队
2.北京交通大学
孙守光：动力学 任尊松：过道岔
3.大连交通大学
佟维：动力学与结构优化 魏伟：纵向冲击动力学
四、国内研究团队
4.石家庄铁道大学
杨绍普：主动控制
5.中国铁道科学研究院
王成国：轮轨关系 设备：高速轮轨试验台
五、研究趋势
0. 我国轨道谱建立与普及
我国的车，外国的路算什么？
1.由影响到设计优化转变
研究的最终目的是什么？
2.单学科向多学科转变
大系统动力学或MDO
3.由被动适应向主动控制转变
五、研究趋势