Influence of suspended equipment on the carbody vertical vibration behaviour of high-speed railway vehicles

The equipment mounted on the carbody chassis of the railway vehicles is a critical component of the vehicle in terms of ride comfort. The reason for that is their large mass, able to visibly influence the vibrations mode of the carbody. The paper examines the influence of the equipment upon the mode of vertical vibrations of the carbody in the high-speed vehicles, reached on the basis of the frequency response functions of the acceleration in three carbody reference points – at the centre and above the bogies. These functions are derived from the numerical simulations developed on a rigid-flexible coupled model, with seven degrees of freedom. As a rule, the results herein prove the influence of the equipment mounting mode (rigid or elastic), along with the speed regime, upon the level of vibrations in the carbody reference points, at the resonance frequency of the symmetrical bending mode. Similarly, it is also demonstrated how the equipment mass and the damping degree of the suspension system affect the level of the vibrations in the carbody.

Wyposażenie zamontowane na podwoziu pudła wagonu kolejowego stanowi krytyczny składnik pojazdu gdy chodzi o komfort jazdy. Powodem jest jego znaczna masa, zdolna w istotny sposób wpływać na drgania pojazdu. W artykule badano wpływ wyposażenia na tryb drgań pionowych nadwozia wagonu kolei szybkobieżnych. Za podstawę przyjęto częstotliwościowe funkcje przyspieszenia wyznaczone w trzech punktach odniesienia – w środku pojazdu i ponad wózkami zwrotnymi. Funkcje te zostały wyznaczone na podstawie symulacji numerycznych opracowanych dla sprzężonego sprężysto-sztywnego modelu o siedmiu stopniach swobody. Otrzymane wyniki z reguły potwierdzają, że sposób zamontowania wyposażenia (sztywne lub sprężyste), wraz z warunkami prędkości jazdy, mają wpływ na poziom wibracji w wybranych punktach odniesienia na częstotliwości rezonansowej w symetrycznym trybie zgięciowym. Pokazano także jak masa wyposażenia i stopień tłumienia w systemie jego zawieszenia wpływają na poziom wibracji nadwozia.