铁道机车专业教学资源库
武汉铁路职业技术学院主讲：黄秀川
《高速动车组技术》课程
武汉铁路职业技术学院黄秀川
振动与冲击的影响
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轨道不平顺
轨道不平顺是引起动车组产生振动和轮轨动作用力的主要原因，对行车平稳舒适和行车安全都有重要影响，是线路方面直接限制行车速度的主要因素。在高速行车条件下，影响更大。具有以下特点：
1.随着行车速度的提高，轨道不平顺幅值对行车平稳安全的影响迅速增大，在高速行车条件下幅值微小的轨道不平顺也可能引起轮轨强烈地冲击振动，产生很大的轮轨作用力。例如，幅值不足0.5mm的微小台阶形不平顺可引起数倍于静轮重的巨大轮轨冲击力。
轨道不平顺
2.当行车速度提高时，有影响的轨道不平顺波长范围也随之扩大。速度低于120km/h时，路基高程偏差、不均匀沉降、桥梁挠曲变形等形成的波长30m以上的长波不平顺影响很小，无须监控管理。在高速行车条件下长波不平顺对车体振动的影响变得不可忽视，350km/h速度时，引起车体产生强烈振动的敏感波长可达100m。
轨道不平顺
3.当行车速度不高时，影响极小无须处理的44m、56m、70m、83m波长的轨道不平顺，其激振频率分别在160km/h、200km/h、250km/h、300km/h时均为1Hz，而高速车辆车体的自振频率也多在1Hz左右，这些激振频率与车体自振频率一致或接近的不平顺，必然引起车体的强烈谐振。因此，在高速行车条件下，还必须对具有谐振波长特征的轨道不平顺严格控制。
轨道不平顺
4.在高速铁路客运专线上，主型车辆所占的比例极大，车辆固有频率比较单一，并且区间行车速度基本固定，因此，车辆振动引起的轮轨作用力增减载频率也基本上单一不变（一般客货混运线不具备这种条件），这就使得轨道容易产生与车辆转向架或车体主振频率相同的危害更大的周期性轨道不平顺，如不采取加强监测和科学养修管理措施，将导致车辆/轨道相互作用的恶性循环。
此外，在高速行车条件下，如果轨道平顺性恶化，一旦引发脱轨事故，所造成的危害，要比低、中速运行时严重得多。
因此，必须针对高速行车条件下，轨道不平顺与车辆相互作用的特点，及各种轨道不平顺的影响，更加严格地监控高速轨道的平顺性，建立保障轨道高平顺性的科学管理系统。
轨道不平顺
1.国外平稳性及其评价标准
平稳性一般均以测量车辆指定部位的振动加速度及其计算值作为平稳性或振动舒适度标准的评价值。测量位置首先是在车体的地板上或底架上。为了评价车厢内旅客舒适性，还需用规定的测量方法和设备测量座椅的振动加速度。
平稳性与舒适度
UIC518标准对运行品质的评价规定是：
（1）水平横向和垂直方向加速度值均≤2.5m/
（2）水平横向和垂直方向计权加速度均方根值均≤0.5m/
。
同时UIC还制定了《铁路车辆内旅客振动舒适性评价准则》（UIC-513R），它是以国际通用标准ISO2631《振动和冲击对人的影响的评价准则》等为依据，制定的较为合理的评价列车车内振动的平稳性标准。
平稳性与舒适度
2.我国的平稳性或舒适度评定标准
我国机车车辆动力学试验评定标准中，关于平稳性或舒适性的评定测量值是测定车辆地板的振动加速度，但计算值和评估值，多年来都采用铁路车辆传统的方法，即所谓Spering方法。该方法的评价计算值为平稳性指数见式（1-4-3）：
平稳性与舒适度
Spering方法存在的问题有：
（1）没有规定统一的数据处理方法；
（2）频率计权函数与国际通用的（ISO2631）与人体有关的频率计权函数存在一定差异；
（3）没有综合各方向和各位置（地板或座椅）的测量值而得出的综合评价尺度。
我国机车动力学性能试验评定标准（TB/T2360-1993）虽然已经采用了ISO2631的频率计权函数和相应的数据处理方法，但基本上没有得到应用。有关我国的列车平稳性或舒适性评价方法及指标可参阅《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》（GB5599-1985）和《铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准》（TB/T2360-1993）。
平稳性与舒适度
设备的抗振动冲击性能可通过振动冲击试验来评价，振动冲击试验依据有关标准进行。我国高速动车组上所装设备所涉及了与日本和欧洲振动冲击试验标准相关标准。其中可以代表欧洲标准的为国际IEC61373振动冲击试验标准。由于最新2008年版的日本相关振动冲击试验标准也参照该国际标准进行了修改，而我国现行铁路有关机车车辆振动冲击试验标准，也基本与IEC61373标准一致，故下面以该标准为依据介绍有关动车组设备振动冲击试验的要求。
设备抗振动冲击性能
设备的抗振性能试验
设备抗振性能的振动试验包括功能性试验和耐久性试验两个部分。
功能性试验是在一定时间内，以典型的铁路机车车辆运行中的振动载荷，分别按照动车组运