规范》评价车辆运行平稳性[13-14]。平稳性测量的每一个速度级至少采集10～20段18 s的时间。单一频率下，车体振动的平稳性指标计算公式为
频率修正系数表如表1所示。
2）舒适度指标
采用UIC513定义的舒适度指标，UIC513指标将时域加速度信号分成多段，对每段加权得到一个值，通过统计处理得到舒适度指标。乘坐舒适度指标按下式计算：
3）运行品质
车辆的运行品质用车体垂向振动加速度进行评价，作为车辆振动的客观度量参数。我国针对一定速度级的高速列车，对最大振动加速度作了专门规定。而评价测点振动特性，除了最大加速度值，还应考量测点振动有效值。
3 多运行工况下车体振动特性分析
选取300 km/h速度下1车和4车车体振动测点加速度信号进行多运行工况下高速动车组车体振动特性分析。表2所示为直线、曲线运行条件下1车和4车车体振动测点各项参数在100万运行公里数内平均值。
依据标准GB 5599——1985与UIC513，该型高速动车组运行垂向、横向平稳性指标均小于2.5，舒适度指标均小于2，特性或性能均为优。同时，垂向振动最大值均小于2.5 m/s2，该高速动车组满足运行品质的要求。对比动车和拖车同部位振动特性可发现，动车的整体振动特性反而优于拖车，舒适度也更好。表2中直线条件下各项振动特性指标与曲线条件下相差不大，可见该高速动车组曲线通过能力较好。
为了进一步掌握高速动车组动车车体振动特性随速度变化情况，绘制高速动车组27万运行公里内振动特性参数散点图如图1～图4所示。
随着列车运行速度的提高，动车车体垂向振动最大值、垂向平稳性指标及横向平稳性指标均缓慢增大，而列车乘坐舒适度指标并未受列车运行速度的影响，可见该型高速动车组舒适度性能稳定。
4 多运行工况下转向架多位振动特性分析
选取300 km/h速度下4车转向架上轴箱、构架、齿轮箱、电机4个主要零部件及1车转向架轴箱和构架共6个振动测点加速度信号进行多运行工况下高速动车组转向架振动特性分析。表3所示为直线、曲线、道岔运行条件下1车和4车转向架各部位测点横向振动特性参数在100万运行公里数内平均值。
依据轴箱与构架上振动情况，比较动车与拖车振动整体性能。由表3可知，在3种运行条件下，动车轴箱振动始终要大于拖车轴箱振动；构架振动则需视运行条件而言，直线和曲线条件下，拖车构架振动要大于动车构架振动，这种差异与列车系统参数有关，同时拖车受到气流影响，因此振动较大，从另一方面也可见转向架平稳性较好，但在道岔条件下，动车构架的振动远远大于拖车构架振动，可见过道岔时会引起动车转向架较大振动，从动车电机的振动特性值也可看出，道岔对动车转向架的振动激励作用非常明显。直线与曲线条件下，动车齿轮箱振动要大于电机振动，而在过道岔这样特殊运行条件下，电机振动远大于齿轮箱。
纵观3种运行工况，转向架各个部位的振动情况均表现出一致性，即过道岔时，各部位横向振动加速度大于过曲线段，而通过曲线段的振动加速度又大于直线段。
如图5～图12所示为高速动车组走行系统不同部位振动有效值在直线、曲线、道岔通过条件下随运行里程的变化情况。由于统计的是60万公里内的振动特性，各测点振动趋势变化不是非常明显，但是各个部位振动规律却有所体现。对于轴箱，在直线条件下拖车轴箱振动随运行里程的增加变化不大，特性表现稳定，而曲线与道岔通过时，与动车轴箱振动一样，均在30万公里处发生波动，振动有所增大，特别是动车轴箱在过道岔处的振动特性急剧增大，对转向架性能稳定性有所冲击。对于构架，在3种运行条件下其振动特性相对稳定，但可明显看出，过道岔时构架振动明显大于曲线通过时，而过曲线时振动又大于直线运行工况。对于动车转向架才有的齿轮箱和电机，在60万公里内齿轮箱的振动要远大于电机振动，但波动比较平稳，变化不大。对于车体，除波动较平稳外，其最大的特征是列车曲线通过时车体振动达到最大，远大于过道岔及直线运行条件，可见，曲线通过对车体振动的影响远远大于对转向架的振动作用，而过道岔时由于一系、二系悬挂系统作用，大大减小了道岔对车体振动的影响。
5 结束语
针对高速动车组走行系统，详细地分析了在直线通过、曲线通过及道岔通过3种运行工况下高速动车组车体及转向架多个部件或部位振动特性演变规律。所用试验数据均为高速动车组运行过程中实际测试数据，因此对于掌握高速列车关键部件或部位动态响应及其变化规律具有借鉴作用，同时为高速列车关键部件振动性能评价、部件维护检修等提供参考依据。探讨高速动车组关键部件在故障或其他运行工况下的动态响应特性，为高速动车组关键部件隐患或故障挖掘提供依据将是下一步研究的重点和难点。
参考文献
[1] 崔利通. 高速列车牵引传动系统振动特性分析[D]. 成都：西南交通大学，2014.
[2] 左曙光，段向雷，杨宪武. 从动轮-悬架系统侧向自激振动影响因素分析[J]. 同济大学学报，2013，41（7）：1088-1093.
[3] YAO Y， ZHANG H J， LI Y M， et al. The dynamic study of locomotives under saturated adhesion[J]. Vehicle System Dynamics，2011，49（8）：1321-1338.
[4] 金思勤，赵永强，李枫，等. 高速动车组齿轮箱加载试验及故障诊断研究[J]. 机车车辆工艺，2014（4）：1-3.
[5] 魏静，孙清朝，孙伟，等. 高速机车牵引齿轮传动系统动态特性及非线性因素影响研究[J]. 振动与冲击，2012，31（17）：38-43.
[6] 周建星，刘更，马尚君. 内激励作用下齿轮箱动态响应与振动噪声分析[J]. 振动与冲击，2011，30（6）：234-238.
[7] 张卫华. 高速列车耦合大系统动力学理论与实践[M]. 北京：科学出版社，2013：137-148.
[8] 张天举. 高速铁路轴承润滑剂的拖动特性及其试验机的设计研究[D]. 洛阳：河南科技大学，2010.
[9] ANDONI Z， ARTURO F， TARAWNEH C M， et al. Experimentally validated finite element analysis of railroad bearing adapter operating temperature[C]∥ASME 2012 Intermational Mechanical Engineering Congress and Exposition. New York：ASME，2012：9-15.
[10] YAN K， WANG N， ZHAI Q， et al. Theoretical and experimental investigation on the thermal characteristics of double-row tapered roller bearings of high speed locomotive[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer，2015（84）：1119-1130.
[11] Mechinacal vibration and shock-Evaluation of human exposure to whole-body vibration-Part 1：General requirements： ISO 2631-1[S]. 1997.
[12] 张曙光. 高速列车设计方法研究[M]. 北京：中国铁道出版社，2009：71-82.
[13] 万里翔，许明恒. 鐵道车辆运行平稳性方法的研究[J]. 铁道机车车辆，2001（1）：8-10.
[14] 铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范：GB/T 5599—1985[S]. 北京：中国标准出版社，1985.
（编辑：李妮）