GB T 13670-2000 铁道车辆乘客及乘务员所承受的振动的测量与分析.pdf

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1、ICS 45.060.20S 09中华人民共和国国家标准cs/T 13670-2000eqv ISO/DIS 10056:1997铁道车辆乘客及乘务员所承受的振动的测量与分析Mechanical vibration-Measurement and analysis of vibration towhich passengers and crew are exposed in railway vehicles2000一10一25发布2001一08一01实施国家夕贡Ak技术玉监督局发布GB/T 13670-2000前言本标准等效采用ISO/DIS 10056:1997铁道车辆内乘客及乘务员所承受的

2、振动的测量与分析，对GB/T 13670-1992铁道客车全身振动测量方法进行修订，编写格式按GB/T 1. 1-1993规则编写。标准的题目改为“铁道车辆乘客及乘务员所承受的振动的测量与分析”;在参考文献中，对于已转化为国标的几项国际标准均采用国标;为了简化本标准，删除了附录A(提示的附录)试验报告实例部分。自本标准发布之日起，GB/T 13670-1992同时废止。本标准由中华人民共和国铁道部提出。本标准由铁道部劳动卫生研究所归口。本标准由铁道部劳动卫生研究所负责起草，铁道部标准计量研究所参加起草。本标准主要起草人:乔玲、张一兵。Gs/T 13670-2000ISO前言ISO(国际标准化组

3、织)是由各国际标准化团体(ISO成员团体)组成的世界性的联合会。制定国际标准的工作通常由ISO的技术委员会完成。各成员团体若对某技术委员会已确立的标准项目感兴趣，均有权参加该委员会的工作。与ISO保持联系的各国际组织(官方的或非官方的)也可以参加有关工作。在电工技术标准方面ISO与国际电工委员会(IEC)保持密切合作关系。由技术委员会正式通过的国际标准草案被ISO理事会批准为国际标准前，提交各成员团体表决。根据ISO程序，国际标准需取得至少75%参加表决的成员团体同意才能正式通过。国际标准ISO 10056是由ISO/TC 108机械振动与冲击技术委员会，SC2机械、车辆和结构的机械振动与冲击

4、测量及评价分委会制定的。本国际标准适用于铁道环境的振动测量与分析，值得注意的是，铁道车辆的机械振动具有其特殊性.本标准补充了ISO 2631-1概括地论述了人们日常活动中(工作、旅游等)所有情况。标准叙述了全身振动的测量及其影响。中华人民共和国国家标准铁道车辆乘客及乘务员所承受的振动的测皿与分析 GB/T 13670-2000eqv ISO/DIS 10056:1997Mechanical vibration-Measurement and analysis of vibration towhich passengers and crew are exposed in railway vehi

5、cles代替GB/T 13670-1992范围本标准规定了铁道车辆内人体承受全身振动的测量及分析方法。本标准适用于传递到全身频率低于80 Hz的周期、随机及瞬态振动。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 2298-1991机械振动与冲击术语GB/T 13441-1992人体全身振动环境的测量规范GB/T 13860-1992地面车辆机械振动测量数据的表示方法GB/T 14412-1993机械振动与冲击加速度计的机械安装3定义本标准采用GB/T 22

6、98的定义。4代号与缩写下列代号和缩写适用于本标准。4.1本标准采用的代号含义见表1,表1序号代号含义单位01020304050607O809010011012013014015aa(t)bfhh刀苦N”(舰)N,刀Tt山Xr加速度均方根值作为时间函数的瞬时加速度值级宽频率加速度均方根值概率直方图加速度均方根值累计概率直方图表征观察级的指数每个基本段采样数在级内的观察数墓本段数观测总数时间采样间隔加速度的傅立叶变换一个基本段的持续时间m/st.Wm/s2H2Ssm/sS加速度均万刁日卜之，.，川吮，J占产.口fag国家质f技术监督局2000一10一25批准2001一08一01实施1GB/T 1

7、3670-20004.2本标准采用的下标及缩写含义见表2,表2序号下标及缩写含义01020304之WaJ数据基本段序号在加权信号的基础上所计算的参量测量加速度的位里:P:地板S:座椅平面B:座椅靠背在a侧点的振动侧t方向，取X ,Y,Z值(见图1)2，|盆背精面户尸尸Y、XX个!T-户乙多奋立艺一2图1人体的基准轴GB/T 13670-20005铁道车辆振动特性5.1可引起车辆振动或振动放大的因素5.1.1轨道a)轨道平整(Z向)，校直(Y向)或轨距的某些缺陷;b)焊接或轧制的缺陷;c)轨道接缝;d)轨道(桥梁)的可变垂直向刚度;e)道叉;f)直线与连续曲线间的过渡曲线;9)加速与制动。5.1

8、.2轮轨间接触轮轨间接触产生的力是位移和速度的非线性函数，可导致车体及转向架摆动，尤其是横向振动。5.1.3车辆a)铁道车辆是一个柔性的复杂结构，其固有振动特性，受载荷、转向架的相对位置以及各种连接部件例如弹簧、减振器等影响;b)车轮踏面缺陷、轮对动不平衡等都会产生周期振动，振动幅值及频率是车速的函数;c)旋转机械如电动压缩机、柴油机以及空调装置通常也都产生周期性振动;d)一些部件非线性特性(如专用减振器、缓冲器、横向缓冲器等)可产生瞬态振动;e)座椅能放大振动，而且有时还会附加一些非线性振动成分，座椅响应特性取决于座椅的固定方式、形状及材质、使用者体重及坐姿。5-2振动特性测量与分析铁路车辆

9、振动信号时，应注意以下特性:a)随机的，可能包括周期的宽频带振动;b)存在谐振响应，如车体第二级悬挂装置上1 Hz左右，转向架8-15 Hz的固有频率垂直振动;。)非平稳或不完全平稳的信号;d)持久的(如轨道不平顺度引起的振动)、暂时的(如空调引起的振动)或是偶然发生的(道叉引起的振动等)信号。5.3振动的方向车辆上任一点振动加速度可用六种分量描述，即相对于X,Y,Z轴向的三种直线运动分量及三种旋转分量，如旋转振动到旋转中心的距离足够大，该振动可视为直线振动。测f方法应在车辆内的地板及人椅界面上测量，其物理参数为直线加速度。测量设备测量设备包括以下仪器:a)传感器(加速度计);b)适调放大器及

10、滤波器;c)记录仪。.1传感器及适调放大器a)测量范围:地板用的可达到50 m/s,人椅界面用的可达到20 m/sz;b)最小带通:0.4一100 Hz(士0.600);GB/T 13670-2000C)非线性正迟滞:镇测量范围的0.3%;d)横向灵敏度:续5%;e)温度的影响:零漂(侧量范围的3%,灵敏度簇0. 05%/C。6.1.2适调及计权滤波器6.1.2.1使用带通滤波器消除与本标准振动频率范围无关的频率成分，以增加测量的信噪比。6.12.2专用滤波器的性能应满足下列技术要求:a)用于预处理的适调滤波器和用于处理信号的计权滤波器在标称频带中的总误差应小于士1 dB;b)标称频带倍频程外

11、的信号每倍频程衰减应大于12 dB.6.1.3磁带记录仪磁带记录仪应满足以下技术要求:a) FM记录仪:最小带通为:0156 Hz,截止频率为:156 Hz(一0. 5 dB) ;b) PCM记录仪:最小带通为:。一128 Hz，并应与抗混淆滤波器配用。6.2加速度测量在地板或人椅界面上应测量加速度。6.2.1加速度计的安装6.2.1.1地板上测量在地板上安装加速度计时应注意以下要求:a)加速度计必须尽可能地同固定座椅的结构进行相同的振动;b)加速度计的固定系统及位置应尽量坚硬。GB/T 14412中进行了更详细的介绍。62.1.2人椅界面处测量在人椅界面上固定加速度计应符合GB/T 1344

12、1规定。6.2.2加速度计的位置6.2-2.1在车厢内中部及两端座位处测量时，选择靠近车辆纵向中心线的位置。司机室里应在靠近安装座椅的位置进行测量。6.2.2.2加速度计安装在地板上时，离座垫中心的垂直投影距离应小于100 mm,6.2-2.3可根据试验的特定目的选择其他位置。6.2.3测量时间测量时间至少要20 min，每5 min为一个有代表性的阶段。7分析方法按GB/T 13441要求将记录的信号进行处理，取计权加速度均方根值.并考虑5.2描述的铁道振动的波动性，采用每5s计算的所有计权信号均方根值进行统计分析的方法。7.1计权信号均方根值的计算应采用下列方法之一处理记录的信号(见图2至

13、图4):a)模拟法;b)模拟数字法(混合式);C)数字法。GB/T 13670-200000模拟计权逮波器有效值模拟计算器a勿= 1/T f f 1,ra:(a)ari=1,2,“-,Nur=55图2模拟法计算计权加速度均方根值0O模拟计权滤波器采样器模拟数宇转换器均方根值数字计算,=1,2,，从一和、_域*十a (i一，Nd图3混合法(模拟/数字)计算计权加速度均方根值Gs/T 13670-2000OO。，)采样器.U-10 i-1,2.N模拟一数字转换器加窗函数XX厂的计算XX少X,=X;(几)k=L2,“,N/2X，二离散傅立叶成分X:二对应的共辘值X,- X厂=绝对值平方数字计权X -

14、j. X均方根值数字计算关t二0. 5 Hz关z=80 Hzk一取决于窗函数的相关系数图4数字法计算计权加速度均方根值7.2统计分析方法舒适指标是由均方根值的平均值、高均方根值的特性参数(如第95%和99%分位数)决定的。评价时可使用计权加速度均方根值a，的直方图表示，其概率直方图h(二)和累计概率直方图h (m )，见图5及图6，计算公式如下:h(m)二n(m)/n,二艺h(i).”“”，(1)人(m)式中:h(二)加速度均方根值概率直方图;m-a (m)肠，四舍五人到最近的整数值;nT观察总数;h(二)加速度均方根值累计概率直方图;h(m)=prob巨a提a (m).，.。(2)GB/T

15、13670-20000.17图5a_c邢)概率直方图h (m)曰一矿间规叹从ha，(沉)图6累计概率直方图h (m )试验报告试验报告除应符合GB/T 1386。要求外，还应包括以下内容:试验目的如舒适度评价、车辆类型、座椅类型等都应予以说明。评价方法应介绍评价方法的特性，例如试验的次数等。试验条件应包括以下内容:.1车辆说明应列出影响振动特性的以下主要因素:a)车辆(动车组、客车、机车等);b)类型(卧车、座车等);。)车辆负载状况(空车、额定负荷等);d)结构及其他(钢、铝、悬挂类型、转向架类型、轮对走行里程等)。2座椅说明GB/T 13670-2000。)类型(单人、多人等);b)搜盖物

16、(人造革、织品);。)附件(扶手、脚踏板、头靠、折叠桌等);d)方位(以单排、面对面排列，在车内位置)。8.3.3乘客说明应说明乘客的年龄、性别及身高、体重。B-3.4线路说明a)进行测量的地理位置及里程号;b)轨道类型(轨距、轨枕类型、轨道铺设方式);c)对轨道质量进行说明;d)轨道详细资料(曲线半径、道叉等)。8.3.5运行速度试验运行车速。8.4测试系统按GB/T 13860描述。8.5振动特性B-5.1谱分析应给出座椅平面或椅背处和车厢地板上不同测点有代表性的标准振动谱。8.5.2统计结果应给出依据加速度均方根值计算的以下统计资料，并应标明评价的统计参量(均值、标准差、95%,99 o分位数及最大值等).a)概率直方图及概率累计直方图;b)级宽及分级数。