matlab画加速度响应频域曲线,车辆振动加速度响应分析的速度—频域方法
第３ ３卷 ，第１期 中 国 铁 道 科 学 Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．１ ２ ０ １ ２ 年 １ 月 ＣＨＩＮＡ ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＣＩＥＮＣＥ Ｊａｎｕａｒｙ，２０１２ 文章编号：１００１－４６３２ (２０１２)０１－００６０－１１ 车辆振动加速度响应分析的速度—频域方法 康 熊，曾宇清 (中国铁道科学研究院，北京 １０００８１) 摘 要：为直接从车辆振动加速度响应中提取车辆特性和车辆激励特性，引入车辆速度参量，构成系统响应—特性—激励关联方程组；由空间输入功率不变的物理特性得到并论证车辆激励特性随车辆速度变化的频域数值规律：激励频率与车辆速度成正比，随机激励加速度等效功率谱与车辆速度的３次方成正比，周期激励加速度等效功率谱与车辆速度的４次方成正比；车辆特性随车辆速度变化较小，即使发生蛇形，只要振动传递路径不发生变化，轮对以上部件间的振动传递关系也基本与车辆速度无关。据此，给出车辆加速度响应分析的速度—频域方法，通过对速度—频谱和速度—名义传递三维图中基本不随车辆速度变化、随车辆速度线性变化和高速低频区突变３类局部峰值的识别，实现对系统响应—特性—激励关联方程组的工程求解。运用结果表明：该方法有效实现了车辆特性与车辆激励的解耦及耦合分析。 关键词：铁道车辆；车辆振动；加速度响应；轮轨动力学；解耦；耦合分析 中图分类号：Ｕ２６０．１１１ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４６３２．２０１２．０１．１０ 收稿日期：２０１１－０６－１８；修订日期：２０１１－０８－２９ 基金项目：中国铁道科学研究院行业服务技术创新项目 (２０１１ＹＪ２７) 作者简介：康 熊 (１９５５—)，男，甘肃兰州人，研究员，博士生导师。 从方法论的角度看，为在高速铁路系统联调联试中快速、有效地明确和优化各子系统间、子系统内部间的接口关系［ １］，就需要实现关联系统的解耦分析以及在此基础上的耦合分析。具体到车辆—轨道子系统，传统的方法是通过动力学试验得到车辆特性、利用轨检车得到轨道特性。但是，由于轨道车辆在线路上的动力学响应同时取决于车辆特性和车辆外部激励，它们二者是相互耦合的，提取车辆特性非常困难［ ２－４］，并且在得到的轨道特性中所包含的车辆激励也不完整，如不含轮对输入等。 为了能够直接从车辆振动加速度响应中提取车辆特性和重要的车辆激励特性，从而为试验分析、设计优化、安全监测及维修等提供依据，为车辆— 轨道耦合动力学研究提供全新的手段，本文提出并开展了基于车辆响应的速度—频域分析方法研究。 １ 车辆激励、系统及振动加速度响应随车辆速度的频域变化特征 车辆振动加速度响应同时取决于车辆特性和车 辆激励特性，其关系一般可以表述为 Ｙ ＝ Ｈ ＊ Ｘ ； 其中： Ｙ 为车辆振动加速度响应， Ｈ 为车辆特性， Ｘ 为车辆激励特性。显然在没有其他约束条件的 情况下无法仅由 Ｙ 得到 Ｈ 和 Ｘ 。 由于车辆的运行速度是变化的，实际上可以得 到一系列的方程： Ｙｖ ｉ ＝ Ｈｖ ｉ ＊ Ｘｖ ｉ ； ｖｉ 为车辆速度， ｉ ＝１，２，…。如果明确了车辆特性、车辆激励与车辆速度的关系，那么在分析中引入车辆速度参量，则使得直接利用车辆振动加速度响应解耦得到车辆特性和车辆激励特性成为可能。 １．１ 车辆激励特性随车辆速度的变化规律研究车辆激励特性随车辆速度的变化规律是实现速度—频域方法的关键。车辆激励包括轨道激励、轮对激励、气动激励等。轨道激励主要表现为随机不平顺，用轨道谱来表征，并且随轨道结构的不
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