高速列车乘客坐姿人体腿部振动特性研究

【作者】 廉逸轩； 肖新标； 张宗发； 徐涆文； 陈秉智；

【机构】 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室； 大连交通大学机车车辆工程学院； 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所；

【摘要】 乘坐舒适性是高速列车核心性能指标,随着列车速度的提高和车体结构轻量化的发展,车体低阶柔性模态与人体全身振动敏感频率更易重叠,尤其是坐姿人体腿部。为了探究车体柔性振动激励下腿部振动对乘客乘坐舒适性的影响,本文建立了考虑膝盖、胫骨、脚踝以及脚弓的坐姿人体动力学模型;基于振动试验台,获得了横向、纵向和垂向人体腿部振动传递率曲线;采用多目标遗传算法,对人体模型进行参数辨识,得到了能够反映人体腿部振动特性的坐姿人体动力学模型,进而同座椅和车体耦合建立了"人体-座椅-车体"刚柔耦合动力学模型。基于模型研究了在轨道不平顺激励下,人体腿部振动对人体舒适性的影响。结果表明,相对于纵向和横向,垂向方向小腿的振动传递率峰值最高,峰值频率在10～20 Hz,并且忽略腿部振动会过高地估计列车的舒适性,特别是当车体地板振动频率接近腿部固有频率时。更多还原