客車振動舒適性評價方法在瞬變風(fēng)環(huán)境下的應(yīng)用

曹天培，魯寨軍，鐘睦，劉東潤

?

客車振動舒適性評價方法在瞬變風(fēng)環(huán)境下的應(yīng)用

曹天培1, 2, 3，魯寨軍1, 2, 3，鐘睦1, 2, 3，劉東潤1, 2, 3

(1. 中南大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院 軌道交通安全教育部重點(diǎn)實驗室，湖南 長沙 410075；2.中南大學(xué) 軌道交通安全關(guān)鍵技術(shù)國際合作聯(lián)合實驗室，湖南 長沙 410075；3. 中南大學(xué) 軌道交通列車安全保障技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心，湖南 長沙 410075)

瞬變風(fēng)環(huán)境下鐵道客車的振動情況較為復(fù)雜，為準(zhǔn)確評估旅客乘坐感受，采用動力學(xué)仿真與實車試驗相結(jié)合的方法，對瞬變風(fēng)環(huán)境下客車振動情況與舒適性進(jìn)行評價。分析蘭新客專線實車試驗中乘客對振動的感覺及仿真得到的舒適性值后發(fā)現(xiàn)，隨著車速以及外部氣動載荷變化次數(shù)的增加，車輛振動越來越劇烈，舒適性指標(biāo)有變差的趨勢；各工況中當(dāng)車輛以200 km/h速度運(yùn)行且受到連續(xù)瞬變氣動載荷作用時振動舒適性指標(biāo)最差。在瞬變風(fēng)環(huán)境下，GB5599，ISO2631和UIC513方法的評價結(jié)果有一定差異，原因部分來源于各方法頻率加權(quán)的差別，導(dǎo)致各指標(biāo)對橫、垂向加速度頻域峰值的放大作用不同。

客車；振動舒適性；評價方法；標(biāo)準(zhǔn)；瞬變風(fēng)環(huán)境

隨著交通工具的現(xiàn)代化程度越來越高，舒適性與安全性、快捷性一樣成為旅客對交通工具的重點(diǎn)要求之一[1]，如何提高振動舒適性一直是軌道車輛動力學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。客觀而準(zhǔn)確地評估乘坐舒適性，對于提高客車運(yùn)行品質(zhì)，增強(qiáng)鐵路客運(yùn)的競爭力具有重要意義。但對于振動舒適性的評價方面，始終存在評價方法過多，特殊情況下評價結(jié)果與乘員感受不完全相符的問題[2?4]。越來越多的實際案例表明，振動舒適性評價方法應(yīng)朝著特殊化、專門化的方向發(fā)展。隨著近年來我國高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)陸化拓展以及動車組在各種運(yùn)行環(huán)境下的廣泛開行，出現(xiàn)了許多影響乘車舒適性的新問題，其中復(fù)雜風(fēng)環(huán)境下的振動情況尤為突出[5?7]。近年來，國內(nèi)外學(xué)者從空氣動力學(xué)和車輛動力學(xué)響應(yīng)分析等方面對大風(fēng)下的列車運(yùn)行安全性問題進(jìn)行了廣泛而深入的研究，但對列車在強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下晃動并影響乘坐舒適性的問題研究較少。中南大學(xué)通過實車試驗，積累了大量瞬變風(fēng)環(huán)境下動車組的振動數(shù)據(jù)，對大風(fēng)條件下動車組的滾擺振動特性以及復(fù)雜區(qū)段內(nèi)車體的橫向振動特性進(jìn)行了相關(guān)研究[8?11]，但對于客車振動舒適性還缺乏系統(tǒng)性的研究。中國鐵道科學(xué)院以列車在大風(fēng)下通過防風(fēng)設(shè)施過渡段的某次試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對EN 12299中離散事件發(fā)生時的舒適性評價指標(biāo)進(jìn)行改進(jìn)，提出了大風(fēng)環(huán)境下的瞬態(tài)乘坐舒適度評價指標(biāo)[12]，但未對振動舒適性評價方法在瞬變風(fēng)環(huán)境下的應(yīng)用情況進(jìn)行系統(tǒng)研究。本文以蘭新客專線實車試驗得到的氣動載荷(包含大風(fēng)環(huán)境以及列車運(yùn)行引起的氣動力)為依據(jù)，對客車在無風(fēng)情況和瞬變風(fēng)環(huán)境下的振動舒適性進(jìn)行仿真分析，將數(shù)值模擬結(jié)果與實車試驗人體感受進(jìn)行對比，對各舒適性評價方法的適用情況進(jìn)行分析，研究各舒適性指標(biāo)在相同工況下出現(xiàn)差異的原因。

1 客車振動舒適性仿真模型建立及仿真設(shè)置

為了獲得特定瞬變風(fēng)環(huán)境下的客車振動情況，首先需建立客車動力學(xué)模型。

1.1 模型建立

按照某型高速列車動力學(xué)參數(shù)，使用SIMPACK建立車輛多剛體動力學(xué)模型，如圖1所示。以車體重心為原點(diǎn)，車輛前進(jìn)方向為軸正向，垂直指向軌面方向為軸正向，建立右手坐標(biāo)系。模型包含1個車體、2個轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、4個輪對和8個軸箱，共15個部件。其部件中輪對、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和車體具有橫移、伸縮、浮沉及點(diǎn)頭、搖頭和側(cè)滾6個自由度；軸箱具有點(diǎn)頭自由度；整車系統(tǒng)共有50個自由度。車輛模型懸掛系統(tǒng)包括軸箱與構(gòu)架間的一系懸掛和構(gòu)架與車體間的二系懸掛。一系懸掛包含軸箱彈簧、垂向液壓減震器及轉(zhuǎn)臂定位橡膠套。二系懸掛包含空氣彈簧、中心牽引拉桿、橫向彈性止檔、抗側(cè)滾扭桿、橫向液壓減震器和抗蛇行減震器。軌道不平順采用與我國高速鐵路狀況接近的德國低干擾譜。

圖1 車輛動力學(xué)模型

1.2 測點(diǎn)布置

振動舒適性評估的主要依據(jù)是加速度。車體上任意點(diǎn)的加速度與測試點(diǎn)的位置有關(guān)，因此加速度測量點(diǎn)的布置會直接影響舒適性評價結(jié)果。GB5599和UIC513明確規(guī)定了振動測點(diǎn)的位置，而ISO2631只建議在車輛的中間和兩端測量。因此，按照各舒適性評價方法的規(guī)定，并考慮不同評價結(jié)果的對比方便，布置地板面上的測點(diǎn)如圖2所示。

1.3 仿真工況設(shè)置

為便于對比各標(biāo)準(zhǔn)的計算結(jié)果，采樣時間統(tǒng)一設(shè)置為5 min，采樣頻率為1 024 Hz。根據(jù)實車試驗的真實運(yùn)行環(huán)境設(shè)置4種仿真工況，包括運(yùn)行速度為100 km/h和200 km/h的無風(fēng)工況，以及200 km/h時分別加載2種不同的氣動載荷。加載的氣動載荷①在前50 s內(nèi)線性緩慢增長，第50 s時發(fā)生劇烈突變，55~300 s時線性緩慢下降，以模擬列車頭車在平穩(wěn)運(yùn)行中受到短暫突變風(fēng)載荷的情況；氣動載荷②采用動車組在蘭新客專線強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下運(yùn)行時的實測數(shù)據(jù)，持續(xù)時間為5 min，期間氣動載荷多次在短時間內(nèi)出現(xiàn)較大波動。2種氣動載荷均包括橫向力、升力、傾覆力矩和搖頭力矩，其最大值水平大致相當(dāng)。圖3(a)和圖3(b)分別為氣動載荷①部分和氣動載荷②全程的橫向力時間歷程曲線。

圖2 振動舒適性評價標(biāo)準(zhǔn)中加速度采集點(diǎn)的布置

(a) 氣動載荷①；(b) 氣動載荷②

2 客車振動舒適性仿真結(jié)果

目前，國際上通行的客車振動舒適性評價方法主要有ISO2631[13]，UIC513[14]和EN12299[15]等。我國與振動平穩(wěn)性有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)為GB5599[16]，該標(biāo)準(zhǔn)參考Sperling指標(biāo)。高速列車動力學(xué)性能暫行規(guī)定要求采用與UIC相同的MV指標(biāo)評價舒適性。本文分別采用ISO2631，UIC513和GB5599進(jìn)行振動舒適性評價。

按照1.3中的設(shè)置進(jìn)行動力學(xué)仿真分析。根據(jù)各振動舒適性評價方法的計算流程，在振動加速度數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得到舒適性評價指數(shù)。其中GB5599指標(biāo)的取值是橫向和垂向指標(biāo)中的較大值，其余2種指標(biāo)為橫、垂和縱3個方向加權(quán)得到。圖4所示為各測點(diǎn)位置處的舒適性指標(biāo)，測點(diǎn)5，2，3，1和4分別對應(yīng)圖2中的前部、前側(cè)、后部、后側(cè)和中部測點(diǎn)。按照各振動舒適性方法的評定等級，對應(yīng)得到不同的舒適性評價結(jié)果如表1所示。

從圖4中可以看出，按照100，200和200 km/h時分別加載氣動載荷①和②的順序，ISO舒適性指標(biāo)基本上呈遞增趨勢，GB5599和UIC指標(biāo)的遞增趨勢較不明顯。對于相同工況下的同一指標(biāo)，側(cè)部位置處的舒適性指標(biāo)均稍大于相應(yīng)的前部或后部中心位置或與之持平；除100 km/h外，其他工況中前部位置處舒適性指標(biāo)大于后部。GB5599指標(biāo)的波動程度較小，但反映在評價等級上仍有一定的區(qū)分；200 km/h加載氣動載荷②時GB5599和ISO2631指標(biāo)在前側(cè)位置處最大；UIC513前部/前側(cè)及后部/后側(cè)的舒適性指標(biāo)值基本一致，且200 km/h加載氣動載荷②時指標(biāo)值有一定幅度的增大。

(a) GB5599；(b) ISO2631；(c) UIC513

表1 各舒適性指標(biāo)評價結(jié)果

注：GB5599標(biāo)準(zhǔn)使用測點(diǎn)1和2進(jìn)行評價，ISO2631和UIC513標(biāo)準(zhǔn)使用測點(diǎn)3~5進(jìn)行評價，非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的其余測點(diǎn)指標(biāo)值作為參考

3 振動舒適性評價方法在瞬變風(fēng)環(huán)境下的應(yīng)用情況

3.1 變風(fēng)環(huán)境下振動舒適性評價方法的應(yīng)用差異

根據(jù)瞬變風(fēng)環(huán)境下行車安全專項試驗報告[9]，實車試驗時不同工況下人體的舒適性感受為：無風(fēng)環(huán)境下100 km/h運(yùn)行時車輛運(yùn)行平穩(wěn)，人體基本無明顯不舒適感受；200 km/h運(yùn)行時車輛振動加劇，人體能感受到橫向與垂向上的持續(xù)性振動；200 km/h運(yùn)行且受到短暫瞬變氣動載荷作用時，車輛動力學(xué)參數(shù)有突變，車體運(yùn)行姿態(tài)有較大幅度的瞬間改變，人體感受到一定的不舒適；200 m/h且受到連續(xù)瞬變氣動載荷作用時，車輛晃動劇烈，人體感受到較明顯的不舒適(測點(diǎn)2垂向加速度時間歷程如圖5所示)。

圖5 列車時速200 km/h且受到氣動載荷②影響時測點(diǎn)2垂向加速度時間歷程

從表2可以看出，在乘客振動感受不劇烈的100 km/h工況下，3種方法的評價結(jié)果基本一致。在乘客能感受到持續(xù)振動的200 km/h工況下，GB5599的評價結(jié)果偏向優(yōu)良；ISO2631和UIC513評價結(jié)果相一致，基本處于沒有不舒適和還算舒適的等級。列車在氣動載荷①的作用下，GB5599的評價結(jié)果有一定降低，但仍在合格以上；UIC513和ISO2631的評價結(jié)果基本處于較為不舒適的范圍。當(dāng)列車受到氣動載荷②作用時，GB5599指標(biāo)值稍有增長，但仍在合格范圍內(nèi)；ISO2631指標(biāo)有較大幅度的增長；UIC513指標(biāo)有一定程度的增長。

3.2 瞬變風(fēng)環(huán)境下各振動舒適性評價指標(biāo)差異原因分析

從以上分析可以看出，相同工況下各振動舒適性評價方法得到的結(jié)果不盡相同。首先分析各方法頻率加權(quán)函數(shù)差異造成的影響。

以列車時速200 km/h且受到氣動載荷②作用的工況為例，圖6所示為測點(diǎn)2橫向與垂向加速度頻譜。從圖6可見，橫向加速度頻率大值集中在0.8~4 Hz；垂向加速度頻率主頻集中在0.8~3.4 Hz，3.5~6 Hz區(qū)間也有一定幅值，加速度頻譜大值整體上集中在0.5~8 Hz的頻段內(nèi)。

圖6 列車時速200 km/h且受到氣動載荷②影響時測點(diǎn)2橫向與垂向加速度頻譜

ISO2631，GB5599及UIC513的垂向和橫向權(quán)函數(shù)曲線分別與測點(diǎn)2垂、橫向加速度頻譜的對應(yīng)關(guān)系如圖7所示。由圖7可見，ISO2631和UIC513的橫向振動加速度在0.6~4 Hz內(nèi)對舒適性的影響占較大比例；而對于垂向振動加速度，4~12 Hz為ISO2631的敏感頻率范圍，UIC513則認(rèn)為人體對0.6~4 Hz頻率范圍內(nèi)垂向加速度的感受較為強(qiáng)烈。GB5599的垂向和橫向權(quán)重大值點(diǎn)集中在1~10 Hz的頻率范圍。綜合測點(diǎn)加速度頻譜和各方法頻率加權(quán)分布可以看出，測點(diǎn)2橫向加速度主頻基本落在ISO2631和UIC513的橫向權(quán)重大值點(diǎn)集中范圍，該頻段內(nèi)加速度對舒適性的影響占較大比例。由于測點(diǎn)2橫向振動加速度主頻與GB5599橫向權(quán)重大值集中范圍有一定的錯位，致使該工況下GB5599指標(biāo)增長幅度較小。同樣地，垂向加速度主頻與UIC513垂向頻率加權(quán)曲線的大致分布較為一致，而其他2種方法的主峰值與垂向加速度的次峰值對應(yīng)。這表明各評價方法對加速度在頻域內(nèi)的篩選有所不同，導(dǎo)致了各舒適性指標(biāo)有一定差異。

除各標(biāo)準(zhǔn)在頻率加權(quán)曲線方面的差異外，測點(diǎn)選擇以及數(shù)據(jù)處理也存在著差異。GB5599規(guī)定每20 s輸出一次平穩(wěn)性指標(biāo)，其反映的是各計算時間段內(nèi)的振動舒適性，如圖8中測點(diǎn)橫向加速度在20~40 s區(qū)間內(nèi)振動劇烈，得到平穩(wěn)性極值；ISO2631采用2 s滑動時間窗輸出舒適性值，極值出現(xiàn)在36~38 s；而UIC513綜合考慮5 min內(nèi)的加權(quán)加速度置信值，其評價結(jié)果更接近于長時間段內(nèi)振動水平的平均。另外，各振動舒適性評價標(biāo)準(zhǔn)在評價量級方面的寬松度也有所不同。綜合來看，這些原因共同導(dǎo)致各舒適性指標(biāo)在不同工況下出現(xiàn)上述 差異。

(a) 橫向；(b) 垂向

雖然在指標(biāo)定義和具體實施步驟方面各振動舒適性標(biāo)準(zhǔn)有諸多不一致，但這些標(biāo)準(zhǔn)共同的評價理念都是通過獲取列車車體或座椅某些具體位置在一定時間段內(nèi)的各向加速度數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行加權(quán)平均等數(shù)學(xué)處理，得出一段時間內(nèi)的舒適度值。現(xiàn)有舒適性評價方法基本都是對橫向、垂向和縱向的平動加速度進(jìn)行考察，但列車?yán)@3個中心軸的轉(zhuǎn)動也會在相當(dāng)程度上影響人體舒適性，例如橫向瞬間變化的氣動載荷造成的車體側(cè)滾運(yùn)動和搖頭運(yùn)動等會導(dǎo)致車體角速度與角加速度的突變，這種突變的影響效果部分可以被橫向(測點(diǎn)2橫向加速度時間歷程曲線見圖8)和垂向加速度涵蓋。而實際中可能會出現(xiàn)側(cè)滾運(yùn)動幅度較大但橫、垂向指標(biāo)并未達(dá)到限值的情況。這時可以采用更有針對性體現(xiàn)側(cè)滾、搖頭等運(yùn)動的振動量來進(jìn)行輔助評價。如當(dāng)車輛以200 km/h時速運(yùn)行且受到連續(xù)瞬變氣動載荷時測點(diǎn)2角加速度(如圖9所示)的極值分布較線加速度來說更加明顯。所以對于未來舒適性評價方法的研究，可針對振動舒適性標(biāo)準(zhǔn)在特定工況下的應(yīng)用情況進(jìn)行補(bǔ)充和完善，使現(xiàn)有的列車振動舒適性評價方法更加全面。

圖8 車輛時速200 km/h且受到瞬態(tài)風(fēng)載荷②影響時測點(diǎn)2車體橫向加速度時間歷程

圖9 車輛時速200 km/h且受到瞬態(tài)風(fēng)載荷②影響時測點(diǎn)2車體角加速度時間歷程

4 結(jié)論

1) 短暫單次瞬態(tài)氣動載荷與連續(xù)多次瞬態(tài)氣動載荷作為外部激勵都會對運(yùn)行車輛的振動造成較大影響，在本文分析的工況中，車輛運(yùn)行速度為200 km/h且受到持續(xù)瞬態(tài)風(fēng)載荷作用時振動舒適性指標(biāo)最差。

2) 在本文所仿真的瞬變風(fēng)環(huán)境下，各振動舒適性方法的評價結(jié)果出現(xiàn)一定的差異，當(dāng)GB5599評價結(jié)果為良好或合格時，ISO2631與 UIC513的評價結(jié)果為較不舒適。

3) 各振動舒適性評價方法的頻率加權(quán)曲線峰值與加速度主頻的分布位置不同，這是造成各指標(biāo)在瞬變風(fēng)環(huán)境下的評價結(jié)果出現(xiàn)差異的原因之一。

4) 可以增加側(cè)滾角加速度等反映側(cè)滾運(yùn)動的參數(shù)來對瞬態(tài)風(fēng)環(huán)境下的客車振動舒適性進(jìn)行 評價。

[1] 馬思群, 王猛, 王曉杰, 等. 高速列車平穩(wěn)性與乘坐舒適度測試及評價[J]. 大連交通大學(xué)學(xué)報, 2015, 36(增1): 66?68. MA Siqun, WANG Meng, WANG Xiaojie, et al. Evaluation and measurement of high speed train by ride comfort and ride index[J]. Journal of Dalian Jiaotong University, 2015, 36(Suppl 1): 66?68.

[2] 于閣, 林建輝, 張兵. 高速動車組車體振動特征及振動舒適度研究[J]. 鐵道機(jī)車車輛, 2013, 33(增1): 92?95. YU Ge, LIN Jianhui, ZHANG Bing. Research of car body vibration characteristic and vibration comfort of high-speed EMU[J]. Railway Locomotive & Car, 2013, 33(Suppl 1): 92?95.

[3] 倪純雙, 王悅明. 淺析平穩(wěn)性指標(biāo)和舒適度指標(biāo)[J]. 鐵道機(jī)車車輛, 2003, 23(6): 1?3. NI Chunshuang, WANG Yueming. A brief discussion for ride index and comfort[J]. Railway Locomotive & Car, 2003, 23(6): 1?3.

[4] 龍許友, 時瑾, 王英杰, 等. 高速鐵路線路線形動力仿真及乘坐舒適度評價[J]. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報, 2012, 9(3): 26?33. LONG Xuyou, SHI Jin, WANG Yingjie, et al. Dynamic simulation and ride comfort evaluation of track alignment for high speed railway[J]. Journal of Railway Science and Engineering, 2012, 9(3): 26?33.

[5] 任尊松, 徐宇工, 王璐雷, 等. 強(qiáng)側(cè)風(fēng)對高速列車運(yùn)行安全性影響研究[J]. 鐵道學(xué)報, 2006, 28(6): 46?50. REN Zunsong, XU Yugong, WANG Lulei, et al. Study on the running safety of high-speed trains under strong cross winds[J]. Journal of the China Railway Society, 2006, 28(6): 46?50.

[6] XIAO Xinbiao, LING Liang, XIONG Jiayang, et al. Study on the safety of operating high-speed railway vehicles subjected to crosswinds[J]. Journal of Zhejiang University Science A: Applied Physics & Engineering, 2014, 15(9): 694?710.

[7] 李紅艷, 陳治亞, 趙鋼, 等. 大風(fēng)環(huán)境下P62K型空棚車橫向振動偏移量試驗研究[J]. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報, 2011, 8(6): 98?102. LI Hongyan, CHEN Zhiya, ZHAO Gang, et al. Research on P62Kbox car’s lateral vibration offset under strong winds[J]. Journal of Railway Science and Engineering, 2011, 8(6): 98?102.

[8] 魯寨軍, 田紅旗. 大風(fēng)環(huán)境下YW25G型客車橫向振動偏移量研究[J]. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報, 2011, 8(3): 57?61. LU Zhaijun, TIAN Hongqi. Research on Y25G passenger-car’s lateral vibration offset under strong winds[J]. Journal of Railway Science and Engineering, 2011, 8(3): 57?61.

[9] 魯寨軍, 周丹, 熊小慧, 等. 蘭新鐵路第二雙線大風(fēng)條件下行車安全專項實驗報告[R]. 長沙: 中南大學(xué), 2014. LU Zhaijun, ZHOU Dan, XIONG Xiaohui, et al .Vehicle safety specific test on second two lines of Lanzhou-Xinjiang railway under strong wind[R]. Changsha: Central South University, 2014.

[10] 米希偉, 魯寨軍, 鐘睦. 大風(fēng)條件下動車組滾擺振動特性研究[J]. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報, 2016, 13(5): 806? 811. MI Xiwei, LU Zhaijun, ZHONG Mu. Research on the rolling pendu lu m characteristic of the train-set u nder strong wind[J]. Journal of Railway Science and Engineering, 2016, 13(5): 806?811.

[11] LIU Dongrun, LU Zhaijun, ZHONG Mu, et al. Measurements of car-body lateral vibration induced by high-speed trains negotiating complex terrain sections under strong wind conditions[J]. Vehicle System Dynamics, 2018, 2(56): 173?189.

[12] 王林棟, 吳寧, 文彬. 風(fēng)致高速列車瞬態(tài)乘坐舒適度評價指標(biāo)研究[J]. 鐵道機(jī)車車輛, 2016, 36(6): 22?24. WANG Lindong, WU Ning, WEN Bin. Study on transient ride comfort index of high-speed trains caused by strong wind[J]. Railway Locomotive & Car, 2016, 36(6): 22?24.

[13] International Standard ISO2631-1: 1997 (E) Mechanical vibration and shock evaluation of human exposure to whole-body vibration-Part 1: General requirements[S]. Switzerland: International Organization for Standardization, 1997.

[14] UIC Code 513 Guide—lines for evaluating passenger comfort in relation to vibration in railway vehicles[Z]. Paris: International Union of Railways (UIC) & European Committee for Standardization (CEN), 1994.

[15] BS EN12299—2009, Railway applications. Ride comfort for passengers-Measurement and evaluation[S]. European Committee for Standardization, 2009.

[16] GB5595—1985, 鐵道車輛動力學(xué)性能評定和試驗鑒定規(guī)范[S]. GB5595—1985, Railway vehicles-S pacification for evaluation the dynamic performance and accreditation test[S].

Application of passenger car vibration comfort evaluation method under transient wind

CAO Tianpei1, 2, 3, LU Zhaijun1, 2, 3, ZHONG Mu1, 2, 3, LIU Dongrun1, 2, 3

(1. School of Traffic & Transportation Engineering, Central South University, Key Laboratory of Traffic Safety on Track, Ministry of Education, Changsha 410075, China; 2. Joint International Research Laboratory of Key Technology for Rail Traffic Safety, Changsha 410075, China; 3. National & Local Joint Engineering Research Center of Safety Technology for Rail Vehicle, Changsha 410075, China)

The vibration of railway passenger car is complicated under transient wind. To evaluate passengers’ feeling on railway vehicles under transient wind, the vibration and comfort of the passenger car under complex wind were evaluated by the method of field test and dynamic simulation. Comparing the passengers' feeling in the field test with the comfort level obtained from the simulation, it was found that with the increase of the speed and the intensity of the aerodynamic load, the vibration of the vehicle is becoming more intense and the comfort index tends to decrease. The worst condition of vibration comfortableness happens when the vehicle runs at 200 km/h speed and is subjected to the continuous transient wind load. Under transient wind condition, the evaluation results of GB5599, ISO2631 and UIC513 method were a little bit different, resulting from the difference in the frequency weighted curves of each method partly, leading to their differences in the amplification effect on frequency domain peak of lateral and vertical accelerations.

passenger train; vibration comfort; evaluation method; standard; transient wind

10.19713/j.cnki.43?1423/u.2019.02.027

U270.1

A

1672 ? 7029(2019)02 ? 0487 ? 07

2018?03?15

高速鐵路基礎(chǔ)研究聯(lián)合基金資助項目(U1534210)

魯寨軍(1975?)，男，湖南醴陵人，教授，博士，從事軌道車輛動力學(xué)方面的研究；E?mail：qlzjzd@csu.edu.cn

(編輯 陽麗霞)