大連交通大學(xué)碩士車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)知識(shí)點(diǎn)精華

1、基礎(chǔ)題基礎(chǔ)題一、車體運(yùn)動(dòng)的六種形式是什么？一、車體運(yùn)動(dòng)的六種形式是什么？沿著XYZ軸的三個(gè)平移運(yùn)動(dòng)分別稱為伸縮、橫擺、浮沉。繞著XYZ軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分別稱為側(cè)滾、點(diǎn)頭和搖頭。二、單節(jié)車輛動(dòng)力學(xué)與整列車的動(dòng)力學(xué)的研究的模型有什么不同？二、單節(jié)車輛動(dòng)力學(xué)與整列車的動(dòng)力學(xué)的研究的模型有什么不同？1單節(jié)車輛動(dòng)力學(xué)包括：垂向與橫向動(dòng)力學(xué)模型（研究對(duì)各種軌道不平順的響應(yīng)），橫向穩(wěn)定性模型（眼鏡車輛蛇形運(yùn)動(dòng)特性和臨界），曲線動(dòng)過模型（分析通過曲線是輪對(duì)

2、偏移和輪軌作用力）2整列車動(dòng)力學(xué)模型包括：列車縱向動(dòng)力學(xué)模型；列車橫向動(dòng)力學(xué)模型；列車垂向動(dòng)力學(xué)模型。動(dòng)力學(xué)研究問題范疇：響應(yīng)問題（在不平順和通過曲線是引起的）和穩(wěn)定性問題（不同運(yùn)行工況引起的）動(dòng)力學(xué)模型的要求：模型的結(jié)構(gòu)必須是可靠的；模型的各個(gè)參數(shù)必須的準(zhǔn)確的。三車輛動(dòng)力性能有哪幾種？各用什么指標(biāo)描述？車輛動(dòng)力性能有哪幾種？各用什么指標(biāo)描述？1運(yùn)行平穩(wěn)性；德sperling平穩(wěn)性指標(biāo)；國際聯(lián)盟UIC指標(biāo)2運(yùn)行穩(wěn)定性：包括：防止蛇形運(yùn)動(dòng)

3、穩(wěn)定性（臨界速度要遠(yuǎn)高于運(yùn)行速度）；防止脫軌穩(wěn)定性（脫軌系數(shù)QP，輪重減載率?PP）；車輛傾覆穩(wěn)定性（傾覆系數(shù)D=P動(dòng)載荷P靜載荷）。3通過曲線的能力：磨耗指數(shù)四：軌道不平順有哪幾種？四：軌道不平順有哪幾種？1幾何性軌道不平順：垂向不平順（軌道在同一輪載作用下沿長(zhǎng)度方向高低不平）；水平不平順（左右軌對(duì)應(yīng)點(diǎn)高度差）；方向不平順（左右軌橫向平面內(nèi)彎曲不直）；軌距不平順（左右兩軌橫向平面內(nèi)軌距偏差）2周期性軌道不平順：鋼軌接頭處等3隨機(jī)性軌道

4、不平順4局部軌道不平順：曲線順坡軌距變化；過道岔；鋼軌局部磨損；路基隆起和下沉。五：輪軌接觸幾何參數(shù)有哪些？引起車輛振動(dòng)的原因有哪些？什么是自激振動(dòng)？五：輪軌接觸幾何參數(shù)有哪些？引起車輛振動(dòng)的原因有哪些？什么是自激振動(dòng)？左右車輪的實(shí)際滾動(dòng)圓半徑；左右輪軌接觸點(diǎn)處的車輪踏面曲率半徑；左右輪軌接觸點(diǎn)處的鋼軌截面曲率半徑；左右輪接觸點(diǎn)處的接觸角；輪對(duì)側(cè)滾角；輪對(duì)中心的垂向位移。原因1與軌道有關(guān)的激振因素：鋼軌接頭處的輪軌沖擊；軌道的垂向變形；

5、軌道的局部不平順；軌道的隨機(jī)不平順；2與車輛自身結(jié)構(gòu)的激振因素：車輪偏心；車輪不均重；車輪踏面擦傷剝離；錐形踏面輪對(duì)的蛇形運(yùn)動(dòng)自激振動(dòng)：指一個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)中，如果引起振動(dòng)的激振源是由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身所造成，而不是由于外界強(qiáng)迫輸入的，當(dāng)運(yùn)動(dòng)停止時(shí)，這種激振力也就隨之消失，那么這種振動(dòng)就稱為自激振動(dòng)。六：六：為何輪緣根部圓弧最小半徑＞鋼軌肩部圓弧半徑？相等行么？相反行么？為何輪緣根部圓弧最小半徑＞鋼軌肩部圓弧半徑？相等行么？相反行么？當(dāng)輪對(duì)相對(duì)

6、于軌道的橫移量不大時(shí)，對(duì)產(chǎn)生一點(diǎn)接觸，當(dāng)橫移量過大時(shí)，不可避免的會(huì)出現(xiàn)兩點(diǎn)接觸。圓弧最小半徑＞鋼軌肩部圓弧半徑，使得輪對(duì)具有較大橫移量，即輪緣根部移動(dòng)到軌肩時(shí)，也不出現(xiàn)會(huì)兩點(diǎn)接觸，出現(xiàn)兩點(diǎn)接觸的可能性降低，能減少輪軌磨耗。七：什么是踏面斜度與等效斜度？有何區(qū)別？等效斜度直接影響車輛的什么性能？七：什么是踏面斜度與等效斜度？有何區(qū)別？等效斜度直接影響車輛的什么性能？錐形踏面的車輪在滾動(dòng)園附近作一斜度為λ的直線段，當(dāng)輪對(duì)中心離開對(duì)中位置，有

7、一橫移量為y時(shí)候，左右輪的實(shí)際滾動(dòng)圓，則的可得出踏面斜度。對(duì)于純錐形踏面，踏面斜度λ恒為常數(shù)。對(duì)于磨耗型踏面，踏面由多段弧組成，踏面斜度λ隨著輪對(duì)橫移量yw的改變而改變，λ不再為一個(gè)恒定常數(shù)，因此在計(jì)算時(shí)候，要取的等效值，此等效值定義為踏面等效斜度。wLReyrr2???等效斜度直接影響車輛曲線通過性能八：輪對(duì)低動(dòng)力設(shè)計(jì)有哪些方法？八：輪對(duì)低動(dòng)力設(shè)計(jì)有哪些方法？1減小簧下質(zhì)量（空心軸、小輪徑車輪、薄車輪）2采用合理的車輪踏面3采用彈性輪

8、對(duì)4嚴(yán)格控制車輪質(zhì)量九：什么是蠕滑？蠕滑產(chǎn)生的條件是什么？什么是蠕滑率、蠕滑力、與蠕滑系數(shù)？他們有怎樣的關(guān)系？九：什么是蠕滑？蠕滑產(chǎn)生的條件是什么？什么是蠕滑率、蠕滑力、與蠕滑系數(shù)？他們有怎樣的關(guān)系？由于輪軌間產(chǎn)生的相對(duì)位移，車輪滾動(dòng)時(shí)走過的距離將比純滾動(dòng)時(shí)小，這一現(xiàn)象叫蠕滑。條件：輪軌接觸形成接觸斑，輪軌間有運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，接觸斑上產(chǎn)生切向力。蠕滑率其實(shí)就是車輪相對(duì)鋼軌在各方向的相對(duì)滑動(dòng)率。分為3種：縱向蠕滑率、橫向蠕滑率、自旋

9、蠕滑率。2輪重減載率stLRPPPPP2???，衡量一側(cè)車輪減載過大而導(dǎo)致脫軌。?P為一側(cè)車輪輪重減載量，P為左右輪均重。高速列車要求動(dòng)態(tài)輪重減載率=0.8三、為什么降低簧下質(zhì)量、使用彈性車輪能大大提高輪對(duì)動(dòng)力學(xué)性能？三、為什么降低簧下質(zhì)量、使用彈性車輪能大大提高輪對(duì)動(dòng)力學(xué)性能？降低簧下質(zhì)量，能降低輪軌間作用力，F(xiàn)=m?V?t，減小簧下質(zhì)量m，輪軌間沖擊力F相應(yīng)減小。增大車輪彈性，沖擊速度?V減少，作用時(shí)間t延長(zhǎng)，輪軌沖擊力降低。降低簧

10、下質(zhì)量，能抑制軌道下沉變性，減少輪軌垂向附加載荷，有利于減少輪重減載率，提高運(yùn)行速度和品質(zhì)。四、與錐形踏面相比，磨耗型踏面有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？踏面斜度如何影響車輛動(dòng)力學(xué)性能？四、與錐形踏面相比，磨耗型踏面有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？踏面斜度如何影響車輛動(dòng)力學(xué)性能？磨耗型踏面優(yōu)點(diǎn)：有利于提高車輛的曲線通過性能；磨耗中形狀穩(wěn)定，磨耗量小延長(zhǎng)使用壽命；同輪軌接觸應(yīng)力下容許更高的軸重；磨耗型踏面接觸角差變化較大、滾動(dòng)半徑差變化較大，可以使外部激擾輸入車體的能量較少

11、。缺點(diǎn)：采用磨耗型踏面蛇形運(yùn)動(dòng)的波長(zhǎng)短、頻率較高，在抑制蛇形運(yùn)動(dòng)與抑制車體振動(dòng)不如錐形踏面。具有一定踏面斜度的踏面便于曲線通過：過曲線時(shí)候、外側(cè)車輪滾動(dòng)半徑大走過路程長(zhǎng)，，可以減小過曲線的運(yùn)行阻力，減輕輪軌磨耗。增大踏面斜度有利于通過更小的曲線半徑。具有一定踏面斜度的踏面便于自動(dòng)對(duì)中：車輛直線運(yùn)行時(shí)，車輛中心線與軌道中心線不一致時(shí)，車輪會(huì)產(chǎn)生橫向力向另一側(cè)橫移，達(dá)到自動(dòng)糾正偏離的效果。同時(shí)使兩輪的磨耗比較均勻。五、我國與歐日都采用輪緣厚

12、度五、我國與歐日都采用輪緣厚度32mm和鋼軌標(biāo)準(zhǔn)軌距和鋼軌標(biāo)準(zhǔn)軌距1435mm。但歐日輪對(duì)內(nèi)側(cè)距為。但歐日輪對(duì)內(nèi)側(cè)距為1360mm國內(nèi)輪對(duì)內(nèi)側(cè)距國內(nèi)輪對(duì)內(nèi)側(cè)距1353mm，求我國與歐日的單側(cè)輪軌間隙各是多少？并說明這兩種輪對(duì)內(nèi)側(cè)距離的設(shè)置和有什么優(yōu)缺點(diǎn)。，求我國與歐日的單側(cè)輪軌間隙各是多少？并說明這兩種輪對(duì)內(nèi)側(cè)距離的設(shè)置和有什么優(yōu)缺點(diǎn)。我國單側(cè)輪軌間隙（143513533232）2=9mm設(shè)置輪軌內(nèi)側(cè)間隙有利于安全通過曲線、轍叉。我國間

13、隙較寬，不容易發(fā)生輪緣與鋼軌的接觸和貼靠現(xiàn)象，有利于減少輪緣與鋼軌的磨耗，減少軌道養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用。同時(shí)會(huì)使車輛橫移范圍加大，蛇形運(yùn)動(dòng)的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，橫向穩(wěn)定性變差，影響乘坐舒適性。歐日單側(cè)輪軌間隙（143513603232）2=5.5mm輪緣與鋼軌的磨耗較大，線路維護(hù)成本高。六、什么是重力剛度重力角剛度？他們的作用效果是什么？六、什么是重力剛度重力角剛度？他們的作用效果是什么？輪對(duì)有橫移時(shí)，其橫向復(fù)原力和橫移量之比稱為輪對(duì)等效重力剛度。重力剛

14、度有使輪對(duì)回復(fù)到對(duì)中位置的作用。輪對(duì)有搖頭時(shí)，其橫向力對(duì)輪對(duì)產(chǎn)生的搖頭力矩和搖頭角之比稱為輪對(duì)等效重力角剛度。有使輪對(duì)繼續(xù)產(chǎn)生搖頭角，有繼續(xù)偏離原來的方向的效果。六、分析左圖六、分析左圖TB踏面與右圖踏面與右圖LM踏面的接觸關(guān)系。踏面的接觸關(guān)系。斜向上為左輪，斜向下為右輪。左圖TB踏面：a圖輪對(duì)橫移量小于8mm一點(diǎn)接觸，且每一個(gè)輪對(duì)橫移量只能找到輪對(duì)一點(diǎn)與鋼軌接觸。橫移大于8mm，出現(xiàn)垂線，說明兩點(diǎn)接觸。b圖有橫移量時(shí)，鋼軌接觸位置幾乎

15、不變化，直至輪對(duì)橫移8mm時(shí)候出現(xiàn)兩點(diǎn)接觸，搖頭角越大越先出現(xiàn)兩點(diǎn)接觸，且搖頭角越大兩接觸點(diǎn)的橫向距離也越大，且縱向超前量也越大。右圖：兩個(gè)趨勢(shì)差不多，但是LM踏面與TB踏面接觸的不同點(diǎn)：LM接觸點(diǎn)在踏面上的接觸范圍更寬，無搖頭角的情況下兩點(diǎn)接觸不顯著。兩點(diǎn)接觸之間的橫向距離比較小，有利于減少磨耗。鋼軌接觸位置變化范圍也較寬。七、蠕滑與什么因素有關(guān)？既然蠕化力增加車輪運(yùn)行阻力、增加了車輪磨耗，是否可以通過向鋼軌輪對(duì)涂抹潤(rùn)滑七、蠕滑與什么