設(shè)備與座椅懸掛參數(shù)對(duì)列車(chē)乘坐舒適性影響分析

吳楊俊，孫維光，陳杰，張立民，賀小龍

設(shè)備與座椅懸掛參數(shù)對(duì)列車(chē)乘坐舒適性影響分析

吳楊俊1，孫維光1，陳杰1，張立民1，賀小龍3

(1. 西南交通大學(xué) 牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610031；2. 中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司，山東 青島 266111；3. 重慶文理學(xué)院 智能制造工程學(xué)院，重慶 402160)

建立車(chē)輛-設(shè)備-座椅的19自由度動(dòng)力學(xué)模型，導(dǎo)出車(chē)體、設(shè)備及座椅的振動(dòng)加速度頻響函數(shù)表達(dá)式，以德國(guó)垂向軌道不平順作為輪軌激勵(lì)，研究有無(wú)設(shè)備及設(shè)備與座椅懸掛參數(shù)對(duì)高速列車(chē)垂向乘坐舒適度的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：合理設(shè)計(jì)車(chē)下設(shè)備與座椅懸掛參數(shù)能夠改善列車(chē)乘坐舒適度。當(dāng)設(shè)備懸掛位置偏離車(chē)體中部6.25 m且設(shè)備懸掛剛度范圍為3.87 ~6.71 MN/m，座椅懸掛剛度在1.09~1.138 MN/m時(shí)，列車(chē)各座椅乘坐舒適度能夠滿(mǎn)足工程要求。

高速列車(chē)；動(dòng)力學(xué)；設(shè)備與座椅懸掛參數(shù)；乘坐舒適度

隨著車(chē)體輕量化設(shè)計(jì)理念在高速列車(chē)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，列車(chē)制造成本大幅度降低[1]，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致車(chē)體結(jié)構(gòu)彈性增強(qiáng)，車(chē)輛的彈性振動(dòng)增大[2]。并且由于動(dòng)力分散技術(shù)的運(yùn)用，眾多附屬設(shè)備(如牽引變壓器)被懸掛于車(chē)體底架，設(shè)備懸掛頻率往往處于車(chē)體幾階主要彈性模態(tài)頻段范圍，很大程度增加了車(chē)輛與設(shè)備產(chǎn)生耦合振動(dòng)的可能性，從而在一定程度上削弱了車(chē)輛的乘坐舒適性。由于車(chē)體的振動(dòng)是先通過(guò)車(chē)體地板傳遞到座椅，之后再通過(guò)座椅傳遞給旅客，座椅上的振動(dòng)情況更能直觀地反映旅客的乘坐舒適性，因此，座椅的懸掛參數(shù)直接影響旅客舒適體驗(yàn)。綜上所知，在高速列車(chē)設(shè)計(jì)中，合理選擇設(shè)備與座椅的懸掛參數(shù)顯得十分必要。近年來(lái)，關(guān)于高速列車(chē)座椅與設(shè)備懸掛系統(tǒng)參數(shù)對(duì)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能影響的研究一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)。周勁松等[3]建立車(chē)體?設(shè)備剛?cè)狁詈夏Ｐ?，研究了設(shè)備懸掛參數(shù)對(duì)車(chē)輛垂向振動(dòng)特性的影響。Stein等[4]分析座椅懸掛參數(shù)對(duì)座椅垂向振動(dòng)性能影響。石懷龍等[5]通過(guò)SIMPACK建模分析車(chē)下設(shè)備對(duì)車(chē)輛振動(dòng)性能的影響。Dumitriu[6]建立無(wú)設(shè)備的車(chē)輛多自由度模型，獲得車(chē)輛系統(tǒng)更精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型。然而關(guān)于設(shè)備與座椅懸掛對(duì)旅客乘坐舒適度的綜合影響卻少有研究。據(jù)此，本文以某型高速列車(chē)為研究對(duì)象，建立車(chē)輛?設(shè)備?座椅的19自由度數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出車(chē)輛系統(tǒng)加速度頻響函數(shù)表達(dá)式，之后再通過(guò)德國(guó)不平順軌道譜與垂向頻率加權(quán)函數(shù)來(lái)獲得座椅垂向振動(dòng)加速度加權(quán)均方根值(人體垂向振動(dòng)舒適性的評(píng)價(jià)指標(biāo))的計(jì)算公式。探討設(shè)備懸掛位置與剛度以及座椅懸掛剛度對(duì)人體垂向振動(dòng)舒適性的影響規(guī)律，為高速列車(chē)座椅與設(shè)備懸掛參數(shù)提供一定指導(dǎo)作用。

1 車(chē)輛?設(shè)備?座椅耦合動(dòng)力學(xué)模型

依據(jù)高速列車(chē)的實(shí)際構(gòu)造，建立一個(gè)19自由度的車(chē)輛?設(shè)備?座椅耦合系統(tǒng)垂向動(dòng)力學(xué)模型，如圖1所示[7]。此模型是由13個(gè)剛體(2個(gè)構(gòu)架，1個(gè)單層懸掛設(shè)備，10個(gè)座椅)與一個(gè)彈性車(chē)體組成。本文將彈性車(chē)體看成質(zhì)量均勻分布且橫截面積恒定的歐拉?伯努利梁，此模型考慮了車(chē)體3個(gè)模態(tài)(車(chē)體點(diǎn)頭，車(chē)體沉浮z，車(chē)體1階垂彎2)，車(chē)體長(zhǎng)度為，其單位長(zhǎng)度質(zhì)量為=m/，為車(chē)體結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)，為車(chē)體垂向彈性模量，為車(chē)體橫截面慣性矩，為車(chē)體彎曲模量。此模型還考慮了構(gòu)架的沉浮運(yùn)動(dòng)z與點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng)，設(shè)備的沉浮運(yùn)動(dòng)z與點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng)，座位的沉浮運(yùn)動(dòng)z，軌道激勵(lì)為。車(chē)體垂向振動(dòng)位移響應(yīng)(,)是由剛體沉浮運(yùn)動(dòng)與垂彎運(yùn)動(dòng)疊加而成[8]，表達(dá)式如下所示：

2()為車(chē)體垂彎模態(tài)的特征函數(shù)，其表達(dá)式如下所示：

其中，2代表車(chē)體1階垂彎的固有圓頻率。

2 車(chē)輛系統(tǒng)的振動(dòng)微分方程及頻響函數(shù)方程

2.1 車(chē)輛-設(shè)備-座椅振動(dòng)微分方程

車(chē)體振動(dòng)方程如下所示：

式中：()代表狄克拉函數(shù)；F為與第個(gè)構(gòu)架相關(guān)聯(lián)的二系懸掛的作用力；F代表設(shè)備懸掛系統(tǒng)的作用力；F代表第個(gè)座椅懸掛系統(tǒng)的作用力，l，l和l分別代表二系懸掛、設(shè)備懸掛與座椅懸掛的位置。F，F和F的表達(dá)式如式(5)~(7)所示：

Dumitriu[9]根據(jù)車(chē)體約束條件，應(yīng)用模態(tài)分析的方法將式(4)分解為車(chē)體沉浮、點(diǎn)頭與垂彎運(yùn)動(dòng)方程，如下所示：

其中：

構(gòu)架沉浮與點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng)方程：

其中：F代表與第個(gè)車(chē)輪相關(guān)聯(lián)的一系懸掛的作用力,其表達(dá)式如下所示：

式中：代表對(duì)第個(gè)車(chē)輪的軌道高低不平順值。

設(shè)備沉浮與點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng)方程：

座椅沉浮運(yùn)動(dòng)方程：

2.2 車(chē)輛系統(tǒng)的頻響函數(shù)方程

根據(jù)文獻(xiàn)[10]，車(chē)輛系統(tǒng)加速度頻響矩陣為

其中：，，分別為質(zhì)量、阻尼與剛度矩陣，與分別表示軌道不平順的位移與速度輸入矩陣。

由于軌道不平順對(duì)輪對(duì)激勵(lì)的時(shí)間滯后性，可以將多輸入多輸出系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為單輸入多輸出系統(tǒng)，車(chē)輛系統(tǒng)頻響函數(shù)表達(dá)式轉(zhuǎn)化為

t為其余輪對(duì)相對(duì)于第1個(gè)輪激勵(lì)的滯后時(shí)間；1=2α/，2=2α/，3=2(α+α)/；為車(chē)輛運(yùn)行速度。

3 軌道激勵(lì)功率譜密度函數(shù)及人體振動(dòng)舒適性評(píng)估方法

3.1 軌道不平順激勵(lì)功率譜密度

本文采用的德國(guó)垂向不平順軌道譜函數(shù)為[11]

式中：Ω是空間角頻率，rad/m；為軌道不平順粗糙度系數(shù)；Ω與Ω為截?cái)囝l率，rad/m。由于本文計(jì)算的是德國(guó)高低不平順軌道譜，因此=4.072×10?7，Ω=0.824 6，Ω=0.020 6。由于Ω=/，將式(24)中垂向不平順軌道譜函數(shù)可以轉(zhuǎn)化為的函數(shù):

3.2 人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)計(jì)算方法

對(duì)于人體垂向振動(dòng)舒適性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，目前大多數(shù)采用的是振動(dòng)加權(quán)加速度方均根值，根據(jù)ISO 2631-1[12]與文獻(xiàn)[13]所述，加權(quán)加速度方均根為：

式中：G()為加速度功率譜密度函數(shù)；()為頻率加權(quán)函數(shù)，其計(jì)算公式為

由式(21)將系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為單輸入多輸出系統(tǒng)，因此振動(dòng)加速度響應(yīng)功率譜密度函數(shù)可以表示為：

因此式(24)可以變?yōu)椋?/p>

其中：()是由式(25)轉(zhuǎn)變得到：

3.3 人體振動(dòng)舒適性判斷標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)ISO 2631-1，a值確定的振動(dòng)程度可以分為以下幾種，之后所述內(nèi)容的判定標(biāo)準(zhǔn)均以此為依據(jù)。

1)a＜0.315 m/s2，無(wú)不舒適感；

2) 0.315 m/s2＜a＜0.63 m/s2，稍微不舒適；

3) 0.5 m/s2＜a＜1 m/s2，有點(diǎn)不舒適；

4) 0.8 m/s2＜a＜1.6 m/s2，不舒適；

5) 1.25 m/s2＜a＜2.5 m/s2，非常不舒適；

6) 2 m/s2＜a，極不舒適。

4 人體振動(dòng)舒適性的計(jì)算結(jié)果分析

以某型號(hào)高速列車(chē)為例，其車(chē)輛系統(tǒng)參數(shù)如表1所示，車(chē)廂內(nèi)一共有10排座位，每排座位有5個(gè)座位，每個(gè)乘客質(zhì)量65 kg，每個(gè)座椅的質(zhì)量20 kg，車(chē)廂中無(wú)站乘、空座的現(xiàn)象。

由于本文中車(chē)輛系統(tǒng)模型參考文獻(xiàn)[6]，文獻(xiàn)中以德國(guó)譜為激勵(lì)進(jìn)行振動(dòng)分析，因此本文也以德國(guó)垂向不平順作為軌道激勵(lì)來(lái)對(duì)上述所建立的19自由度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值仿真，研究有無(wú)設(shè)備及設(shè)備與座椅懸掛參數(shù)對(duì)高速列車(chē)垂向乘坐舒適度的影響規(guī)律。

為了研究設(shè)備懸掛前后各座椅人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)變化規(guī)律，本文計(jì)算了在有無(wú)設(shè)備時(shí)，與一位端距離不同處座椅的人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)隨速度變化趨勢(shì)(如圖2)。此時(shí)設(shè)備懸掛位置l1為13 m(即車(chē)體中部)，設(shè)備懸掛剛度K為7.9 MN/m，座椅懸掛剛度為1.7 MN/m。

表1 車(chē)輛系統(tǒng)參數(shù)取值

由圖2可以看出，隨著速度增加，各座椅的人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。當(dāng)速度從150 km/h增大到180 km/h時(shí)，人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)有所下降，這種情況在靠近車(chē)體端部的座椅表現(xiàn)較為明顯。有設(shè)備時(shí)各座椅人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)變化趨勢(shì)與無(wú)設(shè)備時(shí)相似。從圖中可以看出，設(shè)備掛在車(chē)體中間位置時(shí)，當(dāng)時(shí)速在200~300 km/h時(shí)，靠近車(chē)體中間位置處的4個(gè)座位的舒適性較無(wú)懸掛設(shè)備時(shí)得到較大幅度改善。而其他6個(gè)座位的舒適性在2種情況下大致相同。

(a) 有設(shè)備；(b) 無(wú)設(shè)備

圖3反映了設(shè)備懸掛位置對(duì)人體振動(dòng)舒適性的影響趨勢(shì)。圖中分別給出第1，5，10排座椅的人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)變化圖，同時(shí)還給出不同位置座椅的人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)總和的平均值的變化圖。由于車(chē)下安裝空間的限制，設(shè)備連接位置l1的變化范圍為6.25~19.75 m。從圖3(a)，3(c)和3(d)中可以看出，圖中的人體振動(dòng)舒適度指標(biāo)隨l1值的增大先增大后減小，當(dāng)設(shè)備處于車(chē)體中間位置時(shí)最大。而圖3(b)顯示第5排座椅振動(dòng)舒適度指標(biāo)隨l1值的增大先減小后增大，當(dāng)設(shè)備處于車(chē)體中間位置時(shí)最小，但無(wú)論l1值如何變化，第5排座椅都處于無(wú)不舒適感狀態(tài)。綜上所述，設(shè)備懸掛位置應(yīng)偏離車(chē)體中部6.25 m。

(a) 第1排座椅(ls1=2.35)；(b) 第5排座椅(ls5=11.15)；(c) 第10排座椅(ls10=22.15)；(d) 所有座椅舒適性指標(biāo)和的平均值

根據(jù)上文可知，當(dāng)速度小于300 km/h時(shí)，隨著速度增加，各座椅的人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。因此本文研究了時(shí)速300 km/h時(shí)，設(shè)備與座椅懸掛剛度高速列車(chē)垂向乘坐舒適度的綜合影響規(guī)律(如圖4)。

從圖4中可以看出，不同位置處座椅的舒適性隨設(shè)備與座椅剛度變化規(guī)律并不相同。圖4(a)顯示，第1排座椅人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)隨座椅剛度增加先增加后減小，在1.97 MN/m左右時(shí)達(dá)到最大。并且設(shè)備剛度對(duì)第1排座椅人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)影響較小，只是在設(shè)備剛度為4.58 MN/m時(shí)出現(xiàn)輕微下凹。圖4(b)可看出當(dāng)座椅剛度取值不同時(shí)，設(shè)備剛度對(duì)第5排座椅影響規(guī)律也不同。隨著座椅剛度增加，第5排座椅人體振動(dòng)舒適性在座椅剛度在0.9 MN/m達(dá)到最小值同時(shí)座椅剛度在2.33 MN/m時(shí)達(dá)到最大值。當(dāng)座椅剛度小于0.9 MN/m且恒定的情況下，隨著設(shè)備剛度變化，圖形分別在設(shè)備剛度為1.74 MN/m與4.58 MN/m時(shí)出現(xiàn)2個(gè)極小值。而當(dāng)座椅剛度大于0.9 MN/m，圖形只在設(shè)備剛度為4.58 MN/m時(shí)出現(xiàn)最小值。從圖4(c)可以在看出，第10排座椅人體振動(dòng)舒適性隨座椅剛度變化規(guī)律先增大后減小再增大再減小，分別在座椅剛度為1.14 MN/m與1.97 MN/m時(shí)達(dá)到最小和最大。當(dāng)座椅剛度小于1.28 MN/m且值不變時(shí)，圖形在設(shè)備剛度為3.87 MN/m時(shí)出現(xiàn)最小值。當(dāng)座椅剛度大于1.28 MN/m時(shí)，圖形在設(shè)備剛度為10.98 MN/m時(shí)出現(xiàn)最小值。圖4(d)隨座椅與設(shè)備剛度變化趨勢(shì)與圖4(a)相同，相比較于圖4(a)，圖4(b)在設(shè)備剛度為4.58 MN/m時(shí)下凹更加明顯。

(a) 第1排座椅(ls1=2.35)；(b) 第5排座椅(ls5=11.15)；(c) 第10排座椅(ls10=22.15)；(d) 所有座椅舒適性指標(biāo)和的平均值

根據(jù)圖4可知，無(wú)論設(shè)備與座椅剛度選何值，第1排座椅人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)都大于0.315 m/s2，因此只能保證其人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)小于0.5 m/s2(即稍微不舒適)；同時(shí)為保證第5和10排座椅人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)及所有座椅人體振動(dòng)舒適性指標(biāo)平均值都小于0.315 m/s2(即無(wú)不舒適感)，本文選擇的設(shè)備剛度范圍為3.87~6.71 MN/m，座椅懸掛剛度范圍為1.09 ~1.138 MN/m。

5 結(jié)論

1) 相比較無(wú)設(shè)備，有設(shè)備列車(chē)中靠近設(shè)備處座椅的乘坐舒適度得到大幅度改善，尤其在200~300 km/h時(shí)舒適度的改善效果更加明顯。

2) 合理設(shè)計(jì)車(chē)下設(shè)備與座椅懸掛參數(shù)能夠改善列車(chē)乘坐舒適度。當(dāng)設(shè)備懸掛位置偏離車(chē)體中部6.25 m且設(shè)備懸掛剛度范圍為3.87~6.71 MN/m，座椅懸掛剛度在1.09 ~1.138 MN/m時(shí)，列車(chē)各座椅乘坐舒適度能夠滿(mǎn)足工程要求。

[1] 賀小龍, 張立民, 魯連濤, 等. 基于輕量化及剛度的鋁合金車(chē)體承載結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇研究[J]. 鐵道學(xué)報(bào), 2016, 38(11): 26?32. HE Xiaolong, ZHANG Limin, LU Liantao, et al. Study on selection of aluminum alloy car body bearing structural parameters based on lightweight and stiffness[J]. Journal of the China Railway Society, 2016, 38(11): 26?32.

[2] 王晨. 車(chē)體與動(dòng)力包設(shè)備耦合振動(dòng)分析[D]. 成都: 西南交通大學(xué), 2014. WANG Chen. The analysis of couoled vibration between dmus carbody and power pack structure[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2014.

[3] 周勁松, 宮島, 孫文靜, 等. 鐵道客車(chē)車(chē)體垂向彈性對(duì)運(yùn)行平穩(wěn)性的影響[J]. 鐵道學(xué)報(bào), 2009, 31(2): 32?37. ZHOU Jinsong, GONG Dao, SUN Wenjing, et al. Influence of vertical elasticity of carbody of railway passenger vehicles on ride quality[J]. Journal of the China Railway Society, 2009, 31(2): 32?37.

[4] Stein G J, Mucka P, Gunston T P, et al. Modelling and simulation of locomotive driver’s seat vertical suspension vibration isolation system[J]. International Journal of Industrial Ergonomics, 2008, 38(5?6): 384?395.

[5] 石懷龍, 羅仁, 鄔平波, 等. 基于動(dòng)力吸振原理的動(dòng)車(chē)組車(chē)下設(shè)備懸掛參數(shù)設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào), 2014, 50(14): 154?161. SHI Huailong, LUO Ren, WU Pingbo, et al. Suspension parameter designing of equipment for elastic multiple units based on dynamic vibration absorber theory[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2014, 50(14): 155? 161.

[6] Dumitriu M. A new passive approach to reducing the carbody vertical bending vibration of railway vehicles[J]. Vehicle System Dynamics, 2017, 55(11): 1?20.

[7] Dumitriu M. Influence of the vertical suspension on the vibration behavior in the railway vehicles[J]. Nihon Geka Hokan Archiv Für Japanische Chirurgie, 2011, 42(3): 133?135.

[8] ZHOU J, Goodallr, REN L, et al. Influences of car body vertical flexibility on ride quality of passenger railway vehicles[J]. Journal of Rail and Rapid Transit, 2009, 223(5): 461?471.

[9] Dumitriu M. Influence of suspended equipment on the carbody vertical vibration behavior of high-speed railway vehicles[J]. Archive of Mechanical Engineering, 2016, 63(1): 145?162.

[10] 賀小龍, 張立民, 魯連濤, 等. 多級(jí)多懸掛設(shè)備對(duì)高速列車(chē)乘坐舒適性影響分析[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào), 2018, 54(6): 69?76. HE Xiaolong, ZHANG Limin, LU Liantao, et al. Impact analysis of multi hanging equipment on high speed train ride comfort[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2018, 54(6): 69?76.

[11] 羅仁, 石懷龍. 鐵道車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用[M]. 成都: 西南交通大學(xué)出版社, 2018. LUO Ren, SHI Huailong. Dynamic of railway vehicle systems and application[M]. Chengdu: Southwest Jiaotong University Press, 2018.

[12] International Organization for Standardization. ISO 2631-1 Mechanical vibration and shock-evaluation of human exposure to whole-driver vibration-Part1: General Requirements[S].

[13] 于曰偉, 周長(zhǎng)城, 趙雷雷, 等. 高速列車(chē)轉(zhuǎn)向架?車(chē)體?座椅垂向耦合振動(dòng)機(jī)理及懸掛參數(shù)聯(lián)合優(yōu)化[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào), 2013, 32(3): 124?128. YU Yuewei, ZHOU Changcheng, ZHAO Leilei, et al. Vertical coupled vibration mechanism of bogie-body-seat system and joint optimization of suspension parameters for high-speed train[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2018, 54(8): 57?67.

[14] 吳會(huì)超, 鄔平波, 吳娜, 等. 車(chē)下設(shè)備懸掛參數(shù)與車(chē)體結(jié)構(gòu)之間匹配關(guān)系研究[J]. 振動(dòng)與沖擊, 2013, 32(3): 124?128. WU huichao, WU Pingbo, WU Na, et al. Matching relations between equipment suspension parameters and a carbody structure[J]. Journal of Vibration and Shock, 2013, 32(3): 124?128.

[15] 吳會(huì)超. 高速列車(chē)組車(chē)體與車(chē)下設(shè)備耦合振動(dòng)研究[D]. 成都: 西南交通大學(xué), 2012. WU Huichao. Study on coupling vibration of high-speed emu between carbody and underframe equipment[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2012.

Impact analysis of suspended equipment and seats on train ride comfort

WU Yangjun1, SUN Weiguang2, CHEN Jie1, ZHANG Limin1, HE Xiaolong3

(1. Traction Power State Key Laboratory, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China;2. CRCC Qingdao Sifang Co., Ltd, Qingdao 266111, China;3. School of Intelligent Manufacturing Engineering, Chongqing University of Arts and Sciences, Chongqing 402160, China)

First the 19-freedom degree vehicle-equipment-seat coupling system was established, and the vibration acceleration frequency response function expression of the car body, equipment and seat was derived. Then, taking the German vertical track irregularity as the wheel-rail excitation, the influence of equipment or without equipment, the equipment and seat suspension parameters on the vertical ride comfort of high-speed trains were studied. The result shows that the equipment and seat suspension parameters have large influence on the vehicle vertical comfort. When the suspension position of the equipment is 6.25 m away from the center of the car body, the suspension stiffness of the equipment ranges from 3.87 MN/m to 6.71 MN/m and the seat suspension stiffness is between 1.09 MN/m and 1.138 MN/m. The seat comfort of the train can meet the engineering requirements.

high-speed train; dynamics; equipment and seat suspension parameters; ride comfort

U463.33

A

1672 ? 7029(2020)05 ? 1263 ? 08

10.19713/j.cnki.43?1423/u.T20190724

2019?08?16

重慶市自然科學(xué)基金(基礎(chǔ)研究與前沿探索專(zhuān)項(xiàng))面上資助項(xiàng)目(cstc2019jcyi-msxmX0730)；重慶文理學(xué)院人才引進(jìn)資助項(xiàng)目(R2019FJD02)；重慶市教育委員會(huì)科學(xué)技術(shù)研究資助項(xiàng)目(KJQN201901323)

張立民(1960?)，男，遼寧昌圖人，研究員，從事車(chē)輛振動(dòng)分析與控制、車(chē)下設(shè)備隔振參數(shù)設(shè)計(jì)研究；E?mail：zhanglimin@swjtu.edu.cn

(編輯 陽(yáng)麗霞)