4.低磨耗、低噪声车轮型面设计 5.列车脱轨机理 6.摆式列车研制
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