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高速动车组柔性车体-座椅-人体系统耦合振动特性
1
作者
高建敏
王谢堂
《中国铁道科学》
北大核心
2025年第1期167-181,共15页
针对高速轻量化动车组与人体之间动力耦合振动特性研究不充分的问题,基于多体动力学理论和刚柔耦合理论,建立考虑动车组柔性车体与座椅及坐姿人体耦合振动响应的高速动车组柔性车体-座椅-人体耦合动力学模型,研究高速铁路随机轨道不平...
针对高速轻量化动车组与人体之间动力耦合振动特性研究不充分的问题,基于多体动力学理论和刚柔耦合理论,建立考虑动车组柔性车体与座椅及坐姿人体耦合振动响应的高速动车组柔性车体-座椅-人体耦合动力学模型,研究高速铁路随机轨道不平顺激励下人体生物力学特性对高速轻量化动车组振动特性的影响,以及车体柔性振动作用下不同座位处人体的动力响应特征。结果表明:人体生物力学特性会增大车体某些柔性模态频率;满座工况下,基于人车耦合动力学模型得出的5 Hz频率以上的共振峰频率和横向共振峰幅值较传统车辆动力学模型的大,而垂向共振峰幅值则较传统车辆动力学模型的小;车体振动响应的1阶峰值频率明显降低,而幅值则略有增加;人体在一定程度上起到阻尼吸振的作用,在300 km·h^(-1)行车速度和满座工况下,人体可明显抑制车体5 Hz频率以上的高频垂向振动,而弹性车体的振动则会激发人体垂向5.25 Hz和横向2.13 Hz频率左右的固有模态,使人体在该频域下的振动能量有所增加。因此,若以车体地板振动加速度代替人体响应评估高速动车组的振动舒适性,会与真实的人体振动程度存在一定偏差。
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关键词
高速动车组
-
座椅
-
人体
耦合
动力学模型
人体生物力学特性
耦合
振动特性
轻量化
车体
坐姿人体
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职称材料
转向架-车体-座椅系统垂向动力学模型及分析
2
作者
于曰伟
周长城
赵雷雷
《铁道科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期196-205,共10页
应用系统工程的方法,将座椅系统与传统轨道客车系统作为一个整体大系统加以考察,建立轨道客车转向架-车体-座椅耦合系统垂向动力学模型,并推导模型的振动微分方程;根据转向架-车体-座椅耦合系统垂向振动微分方程组,通过变量变换,给出轨...
应用系统工程的方法,将座椅系统与传统轨道客车系统作为一个整体大系统加以考察,建立轨道客车转向架-车体-座椅耦合系统垂向动力学模型,并推导模型的振动微分方程;根据转向架-车体-座椅耦合系统垂向振动微分方程组,通过变量变换,给出轨道客车转向架-车体-座椅系统垂向动力学模型的数值分析方法。通过与传统轨道客车垂向动力学模型得到的垂向随机响应进行对比,验证轨道客车转向架-车体-座椅耦合系统垂向动力学模型的正确性,该研究为轨道客车的振动特性分析及车辆悬挂系统参数和座椅悬置系统参数的优化设计提供了模型参考。
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关键词
轨道客车
转向架-车体-座椅耦合系统
垂向动力学模型
数值分析方法
耦合
振动分析
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职称材料
基于车-椅耦合的转向架垂向悬挂系统阻尼比协同优化
被引量:
1
3
作者
周长城
于曰伟
赵雷雷
《北京交通大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第6期89-96,共8页
针对高速列车转向架垂向悬挂系统中存在的阻尼匹配问题,根据1/4车体-座椅垂向行驶振动模型,利用Matlab/Simulink建立了转向架垂向悬挂系统阻尼比协同优化设计仿真模型.以人体振动舒适性最佳为目标,建立了转向架一系和二系垂向悬挂系统...
针对高速列车转向架垂向悬挂系统中存在的阻尼匹配问题,根据1/4车体-座椅垂向行驶振动模型,利用Matlab/Simulink建立了转向架垂向悬挂系统阻尼比协同优化设计仿真模型.以人体振动舒适性最佳为目标,建立了转向架一系和二系垂向悬挂系统阻尼比协同优化设计数学模型.以轨道高低不平顺作为输入激励,以一系及二系悬挂垂向行程和一系悬挂动静态力之比为约束条件,建立了基于转向架车体-座椅耦合的转向架垂向悬挂系统阻尼比协同优化设计方法.通过设计实例及仿真验证可知,优化后高速列车的乘坐舒适性显著提高,座椅垂向振动加权加速度均方根值降低了21.7%,表明所建立的优化设计方法是正确的.
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关键词
高速列车
转向架
垂向悬挂
系统
协同优化
转向架
-
车体
-
座椅
耦合
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职称材料
汽车座椅振动舒适性主客观测试及关联性分析
被引量:
16
4
作者
陈良松
宋俊
+1 位作者
邱毅
王遵铭
《汽车工程》
EI
CSCD
北大核心
2021年第8期1263-1269,共7页
汽车座椅的振动特性直接影响乘坐舒适性。为综合评估座椅的振动舒适性,本文对座椅客观舒适性与乘员主观舒适性之间的关联性进行研究和分析。首先,进行不同激励幅值下的垂向振动试验,测量从座椅地板到与人体接触面的振动传递来表征人-椅...
汽车座椅的振动特性直接影响乘坐舒适性。为综合评估座椅的振动舒适性,本文对座椅客观舒适性与乘员主观舒适性之间的关联性进行研究和分析。首先,进行不同激励幅值下的垂向振动试验,测量从座椅地板到与人体接触面的振动传递来表征人-椅耦合系统的动态性能。然后,设计相对幅值估计法用于主观评价,并进行主客观关联性分析。最后,提出一种能够表征座椅隔振性能的参数。结果表明:(1)随着振动量级的增大,人-椅耦合系统的共振频率会向低频移动,垂直同轴与交叉轴振动传递在第1阶共振频率处具有较强的关联性;(2)主客观测试关联性较好(拟合精度为99.05%),验证了相对幅值估计法的有效性;(3)提出的座椅隔振性能参数与主观评价一致性较好,可为汽车座椅振动舒适性的优化改进提供理论依据。
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关键词
振动特性
人
-
椅
耦合
系统
座椅
传递率
主客观测试
隔振性能
预测模型
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职称材料
垂向激励下聚氨酯泡沫对座椅振动特性的影响规律研究
被引量:
5
5
作者
张清雨
张筱璐
+2 位作者
李跃娟
任彤煜
王秋波
《噪声与振动控制》
CSCD
2020年第5期217-222,247,共7页
开孔聚氨酯泡沫对人-椅耦合系统振动频响函数有重要影响,因而对于驾乘舒适性与人体脊柱损伤的深入研究有着重要意义。通过开展低频垂向激励(1 Hz^15 Hz,0.5 m∙s-2 rms)下12名中国青年男性受试人员的坐姿振动试验,分析座椅坐垫及靠背处...
开孔聚氨酯泡沫对人-椅耦合系统振动频响函数有重要影响,因而对于驾乘舒适性与人体脊柱损伤的深入研究有着重要意义。通过开展低频垂向激励(1 Hz^15 Hz,0.5 m∙s-2 rms)下12名中国青年男性受试人员的坐姿振动试验,分析座椅坐垫及靠背处的聚氨酯泡沫厚度对人-椅耦合系统的垂向同轴振动频响函数和前后正交轴振动频响函数的影响规律。研究发现,在其他物理参数确定的条件下,座椅坐垫处泡沫厚度(60 mm,90 mm,120 mm)的增加会导致坐垫和靠背处的垂直同轴座椅振动频响函数和前后正交轴座椅振动频响函数的共振频率(约4 Hz)显著降低;而座椅靠背处泡沫厚度的变化对于上述4组座椅频响函数不具有统计学意义上的显著影响。研究还发现,从座椅底板到坐垫处的垂直同轴和前后正交轴频响函数在第1阶共振频率处(约4 Hz)具有较强相关性。
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关键词
振动与波
聚氨酯泡沫
座椅
频响函数
人
-
椅
耦合
系统
动态刚度
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职称材料
题名
高速动车组柔性车体-座椅-人体系统耦合振动特性
1
作者
高建敏
王谢堂
机构
西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室
赣州职业技术学院电气工程学院
出处
《中国铁道科学》
北大核心
2025年第1期167-181,共15页
基金
国家自然科学基金资助项目(51735012)
国家轨道交通创新引智基地项目(B16041)。
文摘
针对高速轻量化动车组与人体之间动力耦合振动特性研究不充分的问题,基于多体动力学理论和刚柔耦合理论,建立考虑动车组柔性车体与座椅及坐姿人体耦合振动响应的高速动车组柔性车体-座椅-人体耦合动力学模型,研究高速铁路随机轨道不平顺激励下人体生物力学特性对高速轻量化动车组振动特性的影响,以及车体柔性振动作用下不同座位处人体的动力响应特征。结果表明:人体生物力学特性会增大车体某些柔性模态频率;满座工况下,基于人车耦合动力学模型得出的5 Hz频率以上的共振峰频率和横向共振峰幅值较传统车辆动力学模型的大,而垂向共振峰幅值则较传统车辆动力学模型的小;车体振动响应的1阶峰值频率明显降低,而幅值则略有增加;人体在一定程度上起到阻尼吸振的作用,在300 km·h^(-1)行车速度和满座工况下,人体可明显抑制车体5 Hz频率以上的高频垂向振动,而弹性车体的振动则会激发人体垂向5.25 Hz和横向2.13 Hz频率左右的固有模态,使人体在该频域下的振动能量有所增加。因此,若以车体地板振动加速度代替人体响应评估高速动车组的振动舒适性,会与真实的人体振动程度存在一定偏差。
关键词
高速动车组
-
座椅
-
人体
耦合
动力学模型
人体生物力学特性
耦合
振动特性
轻量化
车体
坐姿人体
Keywords
High
-
speed EMU
-
seat
-
human body coupled dynamics model
Human body biomechanics characteristics
Coupled vibration characteristics
Lightweight carbody
Seated human body
分类号
U270.1 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
转向架-车体-座椅系统垂向动力学模型及分析
2
作者
于曰伟
周长城
赵雷雷
机构
山东理工大学交通与车辆工程学院
出处
《铁道科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期196-205,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(51575325)
山东省重点研发计划资助项目(2015GGX105006)
文摘
应用系统工程的方法,将座椅系统与传统轨道客车系统作为一个整体大系统加以考察,建立轨道客车转向架-车体-座椅耦合系统垂向动力学模型,并推导模型的振动微分方程;根据转向架-车体-座椅耦合系统垂向振动微分方程组,通过变量变换,给出轨道客车转向架-车体-座椅系统垂向动力学模型的数值分析方法。通过与传统轨道客车垂向动力学模型得到的垂向随机响应进行对比,验证轨道客车转向架-车体-座椅耦合系统垂向动力学模型的正确性,该研究为轨道客车的振动特性分析及车辆悬挂系统参数和座椅悬置系统参数的优化设计提供了模型参考。
关键词
轨道客车
转向架-车体-座椅耦合系统
垂向动力学模型
数值分析方法
耦合
振动分析
Keywords
railway vehicle
bogie
-
body
-
seat coupling system
vertical dynamic model
numerical analysis method
coupling vibration analysis
分类号
U260.11 [机械工程—车辆工程]
在线阅读
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职称材料
题名
基于车-椅耦合的转向架垂向悬挂系统阻尼比协同优化
被引量:
1
3
作者
周长城
于曰伟
赵雷雷
机构
山东理工大学交通与车辆工程学院
出处
《北京交通大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第6期89-96,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51575325)
山东省自然科学基金资助项目(ZR2013EEM007)
山东省重点研发计划项目资助(2015GGX105006)
文摘
针对高速列车转向架垂向悬挂系统中存在的阻尼匹配问题,根据1/4车体-座椅垂向行驶振动模型,利用Matlab/Simulink建立了转向架垂向悬挂系统阻尼比协同优化设计仿真模型.以人体振动舒适性最佳为目标,建立了转向架一系和二系垂向悬挂系统阻尼比协同优化设计数学模型.以轨道高低不平顺作为输入激励,以一系及二系悬挂垂向行程和一系悬挂动静态力之比为约束条件,建立了基于转向架车体-座椅耦合的转向架垂向悬挂系统阻尼比协同优化设计方法.通过设计实例及仿真验证可知,优化后高速列车的乘坐舒适性显著提高,座椅垂向振动加权加速度均方根值降低了21.7%,表明所建立的优化设计方法是正确的.
关键词
高速列车
转向架
垂向悬挂
系统
协同优化
转向架
-
车体
-
座椅
耦合
Keywords
high
-
speed train
bogie
vertical suspension system
collaborative optimization
bogiebody
-
seat coupling
分类号
U260.1 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
汽车座椅振动舒适性主客观测试及关联性分析
被引量:
16
4
作者
陈良松
宋俊
邱毅
王遵铭
机构
广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院
浙江大学
出处
《汽车工程》
EI
CSCD
北大核心
2021年第8期1263-1269,共7页
基金
广汽研究院-浙江大学校企合作创新项目(XG5-NV-9)资助。
文摘
汽车座椅的振动特性直接影响乘坐舒适性。为综合评估座椅的振动舒适性,本文对座椅客观舒适性与乘员主观舒适性之间的关联性进行研究和分析。首先,进行不同激励幅值下的垂向振动试验,测量从座椅地板到与人体接触面的振动传递来表征人-椅耦合系统的动态性能。然后,设计相对幅值估计法用于主观评价,并进行主客观关联性分析。最后,提出一种能够表征座椅隔振性能的参数。结果表明:(1)随着振动量级的增大,人-椅耦合系统的共振频率会向低频移动,垂直同轴与交叉轴振动传递在第1阶共振频率处具有较强的关联性;(2)主客观测试关联性较好(拟合精度为99.05%),验证了相对幅值估计法的有效性;(3)提出的座椅隔振性能参数与主观评价一致性较好,可为汽车座椅振动舒适性的优化改进提供理论依据。
关键词
振动特性
人
-
椅
耦合
系统
座椅
传递率
主客观测试
隔振性能
预测模型
Keywords
vibration characteristic
seat⁃occupant coupling system
seat transmissibility
subjective and objective test
vibration isolation performance
prediction model
分类号
U463.836 [机械工程—车辆工程]
U461.4 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
垂向激励下聚氨酯泡沫对座椅振动特性的影响规律研究
被引量:
5
5
作者
张清雨
张筱璐
李跃娟
任彤煜
王秋波
机构
北京工业大学机械工程与应用电子技术学院
北京工业大学汽车结构部件先进制造技术教育部工程研究中心
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
2020年第5期217-222,247,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51605010)
北京市博士后基金资助项目(ZZ-036)。
文摘
开孔聚氨酯泡沫对人-椅耦合系统振动频响函数有重要影响,因而对于驾乘舒适性与人体脊柱损伤的深入研究有着重要意义。通过开展低频垂向激励(1 Hz^15 Hz,0.5 m∙s-2 rms)下12名中国青年男性受试人员的坐姿振动试验,分析座椅坐垫及靠背处的聚氨酯泡沫厚度对人-椅耦合系统的垂向同轴振动频响函数和前后正交轴振动频响函数的影响规律。研究发现,在其他物理参数确定的条件下,座椅坐垫处泡沫厚度(60 mm,90 mm,120 mm)的增加会导致坐垫和靠背处的垂直同轴座椅振动频响函数和前后正交轴座椅振动频响函数的共振频率(约4 Hz)显著降低;而座椅靠背处泡沫厚度的变化对于上述4组座椅频响函数不具有统计学意义上的显著影响。研究还发现,从座椅底板到坐垫处的垂直同轴和前后正交轴频响函数在第1阶共振频率处(约4 Hz)具有较强相关性。
关键词
振动与波
聚氨酯泡沫
座椅
频响函数
人
-
椅
耦合
系统
动态刚度
Keywords
vibration and wave
polyurethane foam
seat transmissibility
seat
-
occupant coupling system
dynamic stiffness
分类号
V216.21 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
U27 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高速动车组柔性车体-座椅-人体系统耦合振动特性
高建敏
王谢堂
《中国铁道科学》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
转向架-车体-座椅系统垂向动力学模型及分析
于曰伟
周长城
赵雷雷
《铁道科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2018
0
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职称材料
3
基于车-椅耦合的转向架垂向悬挂系统阻尼比协同优化
周长城
于曰伟
赵雷雷
《北京交通大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
汽车座椅振动舒适性主客观测试及关联性分析
陈良松
宋俊
邱毅
王遵铭
《汽车工程》
EI
CSCD
北大核心
2021
16
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
垂向激励下聚氨酯泡沫对座椅振动特性的影响规律研究
张清雨
张筱璐
李跃娟
任彤煜
王秋波
《噪声与振动控制》
CSCD
2020
5
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职称材料
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