【国家标准(GB)】 铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范

UDC625.2.001
中华人民共和国国家标准
GB5599—85
铁道车辆动力学性能评定
和试验鉴定规范
Railway vehicles-S pecificationfor evaluation the dynamic performanceand accreditationtest
1985-11-25发布
国家标准局批准
1986-09-01实施
中华人民共和国国家标准
铁道车辆动力学性能评定
和试验鉴定规范
Railwayvehicles--Specificationfor evaluation the dynamic performanceand accreditation test
GB 5599—85
1.1.本规范适用于准轨铁路客货车辆（不包括长大、重载特种车辆）在线路上运行动力学性能的试验鉴定。其它轨距车辆以及研究车辆动态特性的试验项目，可参照本规范的规定组织试验。1.2：本规范包括试验条件、评定指标、试验方法、试验数据处理方法四部分。负责试验鉴定单位须依此进行试验，并依试验结果对所鉴定的车辆作出动力学性能的评定。1.3：列入车辆动力学性能试验鉴定的内容有：车辆运行平稳性（旅客乘座的舒适性或运送货物的完整性），车辆运行稳定性（安全性），车辆转向架主要部件的动强度。除此以外，使用或生产部门若需增加其它试验项目（如搬型测定等)，可与试验鉴定单位另行商定。2试验条件
2.1试验车辆
2.1.1新造车出厂须经5000～8000km的运用考验后，方可提交试验鉴定。2.1:2车辆生产厂需向试验鉴定单位提出试验车辆及转向架的总组装图、主要尺寸和有关特性参数。
2.1.3：试验前试验鉴定单位需会同生产厂对试验车辆进行检查，确认其技术状态是否符合设计要求及有关技术标准、规程的规定。2.1.4试验鉴定车辆客车（坐车、卧车、餐车）为空车，货车为空车和重车。2.1.5试验车辆载重
2.1.5.1·货车载重，一般取标记载重，并按均布载荷装载。对于无盖货车应考虑雨雪增载的影响，取标记载重的1.15倍。对于需考虑集中载重的货车，按设计任务书或建议书确定。2.1.5.2行李车、邮政车及其它专用客车的载重按设计任务书或建议书确定。2.1.6试验鉴定车辆不应连挂在机车后部或试验列车尾部。2.1.7车辆试验鉴定时，应有代表性的比较车，其技术状态应不低于厂修标准并符合以上2.1.1款和2.1.3～2.1.6款的规定。
2.2·试验线路
2.2.1：试验车辆应在铁路技术管理规程中规定的I级线路或Ⅱ级线路上进行试验。2.2.2试验鉴定报告须载明试验线路的主要技术特征及维护保养状态。其中包括钢轨型式、钢轨长度、轨枕类型、每公里轨枕数、道床种类、维护保养状态等等。2.2.3如系非定点测试，为确保试验车辆的数据采集具有足够的数量和代表性，试验线路的长度应不少于50km。
2.2.4试验应分别在直线、曲线、道岔区段进行。试验车辆通过曲线地段的曲线半径应在300～800m国家标准局1985-11-25发布
1986-09-01实施
GB5599—85
之间取值，试验车辆通过车站侧线道岔的最小号数为12号单开道岔。2.3试验速度
2.3.1试验车辆在试验时的最高速度应较该车辆的设计构造速度高10km/h。自最高速度以下，分若干速度级，各速度级差为10～20km/h。2.3.2试验车辆在曲线上进行试验时，按该曲线允许的最高速度通过（取决于曲线半径和外轨超高度）。试验时若无该曲线允许通过的最高速度资料，可按下式计算：Vm
式中：Vmax
(h+ho)R
曲线允许通过的最高速度，km/h；曲线半径，m；
外轨超高度；mm；
一允许最大未被平衡的超高度（取75mm）。2.3.3试验车辆通过车站侧线道岔应按该道岔允许的最高速度通过。3评定指标
3.1本规范所列各项评定指标系用于客货车的试验鉴定。各种技术状态的试验车辆其动力学性能都应不低于本规范所列评定指标中的合格等级。3.2运行平稳性
3.2.1客车运行平稳性（旅客乘坐的舒适性）分别按平稳性指标和平均最大振动加速度评定。3.2.1.1客车运行平稳性指标按以下公式计算。W=7.08v
式中：W
平稳性指标；
A振动加速度，g
f振动频率，Hz；
F（f）频率修正系数（列于表1）。A3
表1频率修正系数
0.5~5.9Hz
评定等级。
F(f)=0.325f2
F(f)=400if2
F(f)=1
0.5~5.4Hz
F(f)=0.8f2
F(f)=650/f2
F(f)=1
（2）
依平稳性指标W确定客车运行平稳性的等级列于表2。表中垂直和横向平稳性采取相同的3.2.1.3
平稳性等级
GB5599—85
客车运行平稳性等级
平稳性指标W
一般新造客车应不低于2级标准。客车平均最大振动加速度用于试验鉴定车辆和比较车辆振动性能的分析对比【参见附录B（参考件）中B.1)。
3.2.2货车运行平稳性（确保运送货物的完整性）分别按平稳性指标、最太振动加速度和平均最大振动加速度评定。
货车运行平稳性指标采用3.2.1.1项相同的计算公式（公式2）。3.2.2.11
3.2.2.2依平稳性指标W确定货车运行半稳性的等级列于表3：表中垂直和横向平稳性采取相同的评定等级。
表3货车运行平稳性等级
平稳性等级
平稳性指标W
3.2.2.3新造货车应不低于2级标准。3.2.2.4货车最大搬动加速度（包括最大推断值）为货车动强度的极限值，对于垂直振动为0.7g，对于横向振动为0.5g。该极限值以货车在每100km试验区段内通过真道、弯道、车站侧线测定的振动加速度的超限个数来评定。规定超限个数不大于3个为合格，若不合格时，则以出现超限值的某最低速度级为该试验车辆的限制速度。：货车平均最大搬动加速度用于试验鉴定车辆和比较车辆振动性能的分析对比（参见附录3.2.2.5
3.3运行稳定性（安全性）
3.3.1客货车辆运行稳定性分别按脱轨系数、轮重减载率、横向力允许限度、倾覆系数等指标评定。脱轨系数用于鉴定试验车辆其车轮轮缘在横向力作用下是否会因逐渐爬上轨头而脱轨。3.3.2
试验鉴定车辆若测定的横向力是构架力H，则脱轨系数第一限度
应符合以下条件：
（3）
第二限度
式中：H-
GB5599—85
一作用于轮轴上的横向力，kN；P
一爬轨侧车轮作用于钢轨上的垂直力，kN；P2-非爬轨侧车轮作用于钢轨上的垂直力，kN。4免费标准下载网bzxz
3.3:2.2试验鉴定车辆若测定的横向力是车轮力Q，（利用测力轮对直接测量的轮轨力），，则脱轨系Q
应符合以下条件：
第一限度
第二限度
式中：Q,
爬轨侧车轮作用于钢轨上的横向力，kN。（5）
（6）
3.3.2.3以上3.3.2.1和3.3:2.2项中，横向力的作用时间应大于0.05s。其中所列第一限度为评定车辆运行安全的合格标准，第二限度为增大了安全裕量的标准。3.3.3·轮重减载率用于车轮轮重P2>>P1的条件下，是否会因一侧车轮减载过大而导致脱轨。试验时，车辆应在通过9号单开道岔以及低速度通过小半径曲线的条件下测定(横向力为零或接近于零)。3.3.3.1
试验鉴定车辆其轮重减载率
第一限度
第二限度：
式中：AP-
轮重减载量，kN；
应符合以下条件：
一减载和增载侧车轮的平均轮重，kN。（7)
（8）
3.3.3.2上项中的第一限度为评定车辆运行安全的合格标准，第二限度为增大了安全裕量的标准。3.3.3.3轮重减载率为货车在特定工况下因轮重减载而脱轨的另一种脱轨安全性指标、客车试验鉴定是否需要测定该项指标，需依其类型和运用条件由生产、使用部门和试验鉴定单位商定。3.3.4推荐应用横向力允许限度鉴定试验车辆在运行过程中是否会导致轨距扩宽（道钉拨起）或线路产生严重变形（钢轨和轨枕在道床上出现横向滑移或挤翻钢轨），按车辆通过时对线路的影响，横向力的允许限度采用以下标准。
道钉拨起，道钉应力为弹性极限时的限度：Q<1.9+0.3Ps
道钉拨起，道钉应力为屈服极限时的限度：Q<2.9+0.3Pst
线路严重变形的限度：
对于木轨枕
（10）
对于混凝土轨枕
GB5599-85
H≤0.85(1+
Psti+Pst
H≤0.85(1.5+
式中：Q—轮轨横向力（车轮力)，kN；H-—轮轴横向力（构架力)，kN；Psti+Pst2
Pst、Pst1、Pst2车轮静载荷，kN。3.3.4.1·车辆通过直线、弯道和道岔时，其横向力的允许限度以公式（9）为目标，不应超过公式（11)、（12）的规定值。
3.3.5，倾覆系数用于鉴定试验车辆在侧向风力、离心力、横向振动惯性力的同时作用下是否会导致车辆倾覆，其倾覆的临界条件为：D
式中：D—→倾覆系数；
Pa——车辆或转向架同一侧车轮的动载荷，kN；一相应车轮的静载荷，kN。
3.3.5.1试验鉴定车辆的倾覆系数应满足下列要求：D<0.8
（13）
3.3.5.2倾覆系数应在试验车辆以线路容许的最高速度通过时的运行状态下测试。3.3.5.3试验鉴定车辆同一侧各车轮或一台转向架的同一侧各车轮其倾覆系数D同时达到或超过0.8时，方被确认为有倾覆危险。3.4车辆转向架主要部件的动强度3.4.1车辆转向架主要部件的动强度试验包括测定转向架的摇枕、构架（客车或货车）、侧架（货车）等主要承载部件的动力系数，以及鉴定这些部件在交变应力工作下是否会导致疲劳破坏。3.4.2在进行动力试验前，转向架的摇枕、构架（或侧架）须进行静强度试验确定其危险断面的静应力。动力试验时测定该危险断面的动应力，并按下式求算动力系数：Ka
动应力，MN/m2；
式中：d—
（15)
静应力，MN/m2。
3.4.3转向架的摇枕、构架（或侧架）等承载部件（半均应力m=0）系在非对称循环不稳定的交变应力（非等幅应力）下工作，车辆动力试验中，推荐对动力系数K。>0.5的应力循环（循环特性r<0.33）进行疲劳强度鉴定，并采用下列近似方法。3.4.3.1绘出以半均应力m（即静应力st）为横轴，以应力幅度a（即动应力a）为纵轴的坐标系（αm一Qa)，如图1所示。并依以下程序求出材料及部件的持久极限（疲劳极限）曲线的简化线。5
GB5599—85
依部件所使用材料的持久极限在坐标系的纵轴上定出A点，依该材料的强度极限在坐标系的横轴上定出B点，连接此两点的直线AB即为该材料的持久极限g-1曲线的简化线。b．令循环特性r=0.33，依以下各式求出此r对应点e的m和oa坐标。Omin
max =ga+om=g,=[o]
式中：
循环特性；
平均应力，MN/m2；
应力幅度，MN/m2；
最大应力，MN/m2；
最小应力，MN/m2；
Omax+Omin
Omax-Omin
部件的持久极限，MN/m?；
（16）
（18）
（19）
部件在TB1335一78《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》中规定的许用应力【参见附录A（补充件))，MN/m2。
自e点作半行于AB线的直线交纵、横坐标轴于E、D两点，ED线即为部件持久极限α_\曲线的简化线。
3.4.3.2绘出以部件的许用应力【の】为纵轴，以循环特性r为横轴的坐标系（r-［])，如图2所示。依以下程序求出循环特性r对部件许用应力【の】的影响曲线。在循环特性r为-1
GB5599-85
-0.85-0.45-0.100.10,0.45,0.850.250.65
0.65-0.25
+1之间规定若干中间值，并依下式求出各r值下的斜率tgα及倾角α：tga
(20）
b：在图1m=αa坐标系中，自坐标原点o依各α角绘出各射线。该各射线与ED线的各交点即为在各循环特性r下由部件的持久极限所确定的临界点。c，将图1中各临界点的r及其对应的许用应力（按公式17求得）绘于图2r－【o]坐标中，求出循环特性r对部件许用应力【】的影响曲线ED'。3.4.3.3在r-【】坐标系中，由曲线ED'和横轴所围定的区域为安全区，在此区域内的应力循环不会引起疲劳破坏。
3.4.3.4转向架主要部件动强度试验时，对动力系数K>0.5（r<0.33）的应力循环应标示在r【】坐标系中，如果在E\D'曲线以上，则须依该应力循环重复的次数及循环特性r作出可能产生疲劳破坏程度的判断。
3.4.4除车轴以外的其它车辆的零部件，如有必要进行交变应力下的疲劳强度校核，可参照以上推荐的方法进行。
4试验方法
4.1试验车辆随机采样的一般规定4.1.1试验车辆在直线上运行，一般情况下其每一速度级的随机采样段数为8～10段。每段的采样时间为18～20s。
4.1.2试验车辆通过曲线时不分速度级，不规定采样时间。其通过曲线的速度按该曲线允许通过的最高速度确定。采样段应自试验车辆驶人曲线的第一缓和曲线前开始，至驶出曲线的第二缓和曲线后结束。对于长曲线区段，可在曲线两端（包括缓和曲线和部分圆曲线）间断采样。在试验线路全程内采样段数为5～10段。
4.1.3试验车辆通过车站侧线道岔时不分速度级，不规定采样时间，其通过道岔的最高速度按道岔号数确定。采样段应自试验车辆驶入道岔前的轨道开始，至驶出道岔后的轨道结束，即包括道岔全长（道岔前后两轨缝中心线的距离）在试验线路全程内，采样段数（进行采样的道岔数）为3～5段。4.1.4若进行比较性试验，则试验鉴定车辆和比较车辆（测点对应）应同步采样（见5.2.7款），以减小两车激振输人的时间差。
4.2测量点的布置
GB5599-85
车辆试验时测定的各项参数包括：车体垂直和横向加速度，轮轨间的作用力（垂直力和横向力），转向架主要部件的动应力，以及摇枕弹簧、轴箱弹簧的动挠度。4.2.1车体加速度
测定客车车体垂直和横向加速度的加速度传感器安装在距1、2位心盘一侧1000mm的车体地板面上，如图3所示。
图3加速度测量点布置
1一垂直加速度传感器，2一横向加速度传感器测定货车车体垂直和横向加速度的加速度传感器，安装在1或2位心盘内侧距心盘中心线小于1000mm的车底架中梁下盖板上。如图4所示。图4
1一中梁；2、·3一垂直、横向加速度传感器；4一安装铁各测量点测得的垂直和横向加速度，用于统计计算客货车垂直、横向平稳性指标，最大加速度和平均最大加速度。
4.2.2轮轨间的作用力（垂直力、横向力）轮轨间的作用力指客货车车轮作用于钢轨上的垂直力、横向力。可用测力轮对直接测定，或用测量构架力的方法间接测定。
利用测力轮对测定轮轨间的垂直力、横向力，可以采用幅条车轮或幅钣车轮。应变片布点方法上可以采用部分幅条（或幅钣）贴片的间断测量，或采用全部幅条（或幅钣）贴片的连续测量。如图5、图6所示。
垂直力测量贴片位置
横向力测量贴片位置
GB5599-
垂直力桥路
横向力桥路
两根幅条贴片的间断测量
垂直力测量贴片位置
横向力测量贴片位置
垂直力桥路
横向力桥路
图6全部幅条贴片的连续测量
GB5599-85
用于试验的测力轮对应与试验车辆运行前方转向架的前一轮对换装。利用测量构架（侧架）力的方法测定轮轨间的垂直力、横向力时，须依客货车结构上的特点分别采用不同的布点方法。
对于具有H型构架转向架的车辆，构架垂直力、横向力测量点的位置应在构架侧梁悬臂部分近根部的同一断面上。为减少垂直力、横向力的相互影响，应变片应粘贴在测量断面的几何中性面上，如图7所示。
垂直力测量贴片位置
横向力测量贴片位置
图7客车或货车转向架构架力测量垂直力桥路
横向力桥路
对于具有铸钢侧架转向架的货车，侧架垂直力测量点可布置在转向架两侧架上部的轴箱中心线位置，或距轴箱中心线180～200mm处，如图8所示。侧架横向力测量点布置在距轴箱中心线390~400mm侧架端部的侧面上。图8中，括号内为所测量转向架另一侧架的测量点，t为温度补偿片。
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