機車車輛動力學 研究列車線上路上運行時機車車輛各個構件之間、各節車輛之間及列車與線路之間的力、加速度和位移等相互動力作用的學科。也稱車輛系統動力學。
基本介紹
- 中文名：機車車輛動力學
研究內容主要包括運行平穩性、運行穩定性、曲線通過性能以及輪軌系統所特有的輪軌幾何關係和輪軌蠕滑關係等，通常分為垂向動力學、橫向動力學和縱向動力學對機車車輛運行性能進行研究。
機車車輛是多自由度的振動系統，研究機車車輛振動時通常把各部件都視作剛體，各剛體間由彈性元件和阻尼元件互相連線。把車輛前進方向定為縱向，在軌道平面內垂直於縱向的方向稱為橫向，垂直於軌道平面的方向稱為垂向，則各剛體沿三個方向的平移運動分別稱為伸縮、橫擺（側擺）和浮沉，繞這三個方向的迴轉運動分別稱為側滾、點頭和搖頭。一般情況下這些振動是同時存在的。
由於機車車輛本身結構除此之外很好和參數的對稱性，垂向和橫向運動之間通常僅存在弱耦合，可以根據不同的研究目的採用各自的模型。與一般的振動系統一樣，機車車輛振動也有固有振動和受迫振動之分，受迫振動也有確定性振動和隨機振動之分。例如周期性的軌道不平順、車輪扁疤和柴油機或驅動機構引起的某些強迫振動是確定性的，而機車車輛運行中因線路激擾引起的振動通常具有隨機性。
在列車速度較低時機車車輛動力學問題並不突出，隨著經濟和社會的發展，列車的速度和載重量不斷提高，作用於列車與線路之間的動作用力以及列車各部件間的振動加劇，影響到運行安全、舒適和使用壽命，必須設計和製造出能滿足運輸需要的具有良好結構和性能的機車車輛。圍繞著研究和解決這一系列課題，機車車輛動力學逐步發展和完善。中國幅員遼闊，既需要發展高速列車又需要發展重載列車，在20世紀80年代以後該學科得到迅速發展，已接近或達到世界先進水平。
