《机车总体结构及设计》08机车垂向动力学.pptx

;2;3;一、线路的构造和状态;5;6;图7-1轨道不平顺的四种类型

a)高低不平顺b)水平不平顺和轨距不平顺c)方向不平顺;;对于x轴有：沿x轴的伸缩+绕x轴的侧滚；

对于y轴有：沿y轴的侧摆+绕y轴的点头；

对于z轴有：沿z轴的沉浮+绕z轴的摇头。;其中：

浮沉、点头和伸缩是主要由波形线路引起的在铅垂面内的振动；

侧摆、摇头和侧滚是主要由轮对的锥形踏面引起的横向振动。

为简化起见，分别研究铅垂面内的振动横向振动；

在研究铅垂面内的振动时，略去伸缩不计。

机车的垂向振动有固有振动和受迫振动之分；

外力的偶然作用——固有振动；

机车簧上部分在外力周期地作用下产生的振动——受迫振动；;该动力学模型可用车轮荷重系统——轮对簧上质量系统来描述，即用一个轮对代表机车各轮对在轨道上运行的特点，用一个簧上质量代表在弹簧上的车体和转向架等所有部件的总质量。

鉴于线路刚度很大，为了简化分析，不考虑线路的弹性。;设车体及转向架（质量块）的质量为M，弹簧的刚度为K，当该车轮荷重系统处于静平衡状态时，弹簧的静挠度为fst，此时车体的静平衡条件为车体重力与弹簧范例相平衡，即：

当车轮荷重系统受到外界某种瞬时力（冲击）的作用，系统的平衡受到干扰，弹簧力不再与重力平衡。此时车体将离开其平衡位置（弹簧的挠度变化为），在不平衡的弹性恢复力作用下，系统将做自由振动。

;设在某一瞬时，车体离开平衡位置的距离为，由于车体的重力是不变的，而弹簧反力已增为。此时车体上作用的两个铅垂方向的力不平衡，在该不平衡力的作用下，车体产生加速度。;;;;激扰（T）源来自钢轨变形及接头下沉或车轮偏心等，实际情况比较复杂，但经分析简化后，这些激扰源可用正弦函数来表示。;考虑线路激扰源后，车轮荷重系统的受迫振动（V）力学模型及受力分析见下图：;同样，根据牛顿第二定律可得该车轮荷重系统的运动方程：;由高等数学可得上述微分方程的解为：;五、分析讨论;;;如果在车体或转向架与轮对之间安装一个与弹簧并联的液压减振器，同时考虑线路激扰源，则车轮荷重系统的受迫振动力学模型及受力分析见图。;;第四节液压减震器和摩擦减震器的吸能性能比较;第六节机车运行平稳性和振动对轨道的动作用力;问题？;三、导柱定位轴箱