第
30
卷第
l
期
振动与冲击
JOURNAL
OF
VIBRATION
AND
SHOCK
Vo
l.
30
No.l
2011
基于
ANSYS
分析客运列车固有振动特性对人的影晌
李凌轩宋桂秋马源源
2
闻邦椿
I
(1.东北大学机械工程与自动化学院，沈阳
110819
;2.
东北大学工商管理学院，沈阳
110819
)
摘
要:对某型号客运列车首先进行谐响应分析，确定车体结构在作用
o
Hz
-100
Hz
简谐载荷时的响应特性，得
出与乘客乘座舒适性直接相关的车体部位的响应值与频率的关系曲线，将其与人体各部位或系统的固有频率对比后得出
人体在
M
车车体结构受简谐载荷时的固有振动特性的敏感程度。然后以轨道轨距不平
)1
因为例，对
M
车进行随机振动
(PSD)
分析，预测车体在受到基础激励的实际运行过程中结构响应情况，分析车体运行时影响乘客乘座舒适性的主要频
率范围及原因。
关键词:客运列车;谐响应分析;谱分析
中图分类号
U260.
11
+ 1;
U260.
17
文献标识码
A
Effect
of
natural
vibration
characteristics
of
motor
coach
of
a CRH
on
human
beings
LI
Ling-xl
ω
n
1
，
SONG Gui-qiu
1
,
MA
Yuan-yu
α
n
2
，
WEN
B
α
ng-chun
I
(1.
School
of
Mechanical
Engineering
&
Automation
,
Northeastem
University
,
Shenyang
110819
, China;
2.
School
of
Business
Automarion
,
Northeastem
University
,
Shenyang
110819
, China)
Abstract:
Firstly , using harmonic response analysis theroy to analyze motor coach of a CRH , the body structure
harmonic response characteristics
in
the range
of
0 Hz
-100Hz
were gotten. And the response value
and
the frequency
response curve relating to the passengers' traveling comfort were obtained
, the human body inherent sensitivity
to
the motor
coach vibration characteristics frequency
bands
under
the harmonic load was gotten after comparing the natural frequencies
of the motor coach with those of different parts or the whole body of a human. Then
, using track irregularity as
an
example , the random vibration of the motor coach was analyzed
to
predict the structural response
under
the
excitation
of
the base
in
the actual operating condition, and the frequency ranges and the reasons affecting passengers traveling comfort
in the actual running condition were discussed.
Key
words:
CRH;
harmonic response analysis; spectral analysis
1964
年
10
月，日本先于其他国家开通了世界第一
条高速铁路-一-东海道新干线，最高运行时速为
210
km;
法国第一条铁路线一一一巴黎东南新干线于
1983
年
投人运用，运用
TGV
-PSE
电动车组，最高运行时速为
270
km;
其中
1989
年
12
月用
TGV-A
电动车组试验达
到
482
k
m/
h ,
1990
年
5
月以相同的车辆高速试验达
515.3
k
m/
h
，
2007
年
4
月更是创造了
574.8
k
m/
h
的惊
人世界记录
[1]
。其它国家，比如德国、俄罗斯、意大利
等的动车组技术在世界上也具有相当高的水平。
经过
5
年多的不懈努力，中国的高速列车自主创
新能力已全面形成。
2008
年
8
月
1
日，由南车四方机
车车辆股份有限公司生产的首批时速
300
km"
和谐
号"动车组
CRH
2
-
300
在北京奥运会配套工程、我国
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(50535010)
收稿日期:
2009
一
07
-27
修改稿收到日期
:2009
一
10
-12
第一作者李凌轩男，博士生，
1984
年
11
月生
第一条高速城际铁路一一京津城际铁路正式投入运
营，最高运营时速为
350
km
，最高试验时速为
394.3
km
，它是我国铁路全面实施自主创新战略取得的重大
成果，标志着我国铁路客运装备的技术水平达到了世
界较先进水平
[2]
。
随着高速列车运行速度的不断提高，车辆与轨道
之间动态相互作用越强，行车安全性与乘车舒适性问
题越显突出，既要保证列车高速通过线路平纵断面曲
线、道岔及桥头过渡段等关键路段时不颠覆、不脱轨，
又要保证机车车辆在线路激扰下能平稳运行，乘坐舒
适
[3]
。其中振动、噪声和列车座椅是影响乘员乘坐舒
适性的主要因素，因此在设计阶段采用计算机进行模
拟其运行时各种工况，预测高速列车的固有振动特性
对人的影响尤为重要。
1
客运列车有限元模型的建立及可靠性分析
表
1
为该系列机车外部尺寸的主要相关数据。
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