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薄壁铁路桥梁在移动荷载列作用下的横向弯曲-扭转耦合振动
1
作者
蔡勇
潘焰琛
《铁道学报》
北大核心
2025年第10期154-161,共8页
除垂直振动外,铁路桥梁上列车往往偏离桥梁横截面中心线行驶,也会导致桥梁产生横向和扭转振动;已有研究大多聚焦于桥梁竖向振动,对弯曲-扭转耦合振动理论的研究相对匮乏。为解决这一问题,提出一种用于分析列车荷载作用下薄壁铁路桥梁弯...
除垂直振动外,铁路桥梁上列车往往偏离桥梁横截面中心线行驶,也会导致桥梁产生横向和扭转振动;已有研究大多聚焦于桥梁竖向振动,对弯曲-扭转耦合振动理论的研究相对匮乏。为解决这一问题,提出一种用于分析列车荷载作用下薄壁铁路桥梁弯曲-扭转耦合振动的闭合解方法。将列车简化为两个具有恒定间隔的车轮载荷子系统叠加的移动荷载列模型,基于弗拉索夫的薄壁梁理论,建立桥梁振动微分方程。使用Fourier正弦变换、Laplace-Carson变换及其逆变换求解桥梁振动微分方程,得到列车荷载作用下薄壁梁横向弯曲-扭转耦合响应。验证闭合解可靠性后进一步开展参数分析,可得以下结论:附加扭转力矩在薄壁梁扭转振动中起重要作用;梁的弯曲-扭转耦合响应幅值随速度、车桥比增大表现出类似正弦波的形式逐渐变大;列车轴载增大会引起响应增大,当荷载等级从250 kN增加到300 kN时,梁扭转和横向振动幅值均增加20%。
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关键词
移动荷载列
薄壁梁
弯曲
-
扭转
耦合
振动
动力响应
闭合解
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职称材料
高速列车牵引传动系统机电耦合振动特性研究
被引量:
12
2
作者
赵心颖
林飞
+3 位作者
杨中平
李翔飞
张志强
焦京海
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期40-47,共8页
高速列车牵引传动系统是一个典型的机电耦合系统,电机输出谐波转矩导致机械结构振动加剧,影响各机械部件的使用寿命,进而影响到列车运行安全。针对高速列车牵引传动系统的机电耦合振动现象进行分析,通过传动系统机械结构振动模态分析,...
高速列车牵引传动系统是一个典型的机电耦合系统,电机输出谐波转矩导致机械结构振动加剧,影响各机械部件的使用寿命,进而影响到列车运行安全。针对高速列车牵引传动系统的机电耦合振动现象进行分析,通过传动系统机械结构振动模态分析,建立其四阶扭转-弯曲振动模型,计算谐振频率,结合牵引电机输出转矩谐波成分分析,尤其是功率开关器件死区效应的影响,建立传动系统振动耦合关系。在此基础上,研究牵引传动系统机电耦合振动现象的机理与成因,提出基于误差电压死区补偿的振动抑制策略。最后搭建实验平台,模拟再现机电耦合振动现象,并完成振动抑制的实验验证。
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关键词
机电耦合
振动
谐波转矩
扭转-弯曲振动
死区补偿
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职称材料
高速列车牵引传动系统机电耦合振动及其影响因素分析
被引量:
10
3
作者
赵心颖
杨中平
+3 位作者
林飞
李翔飞
张志强
焦京海
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期38-46,共9页
高速列车牵引传动系统是一个典型的机电耦合系统,由于驱动装置存在弹性,各部件间会因系统不稳定因素产生沿旋转方向的振动。主要针对高速列车牵引传动系统机电耦合振动现象及其影响因素进行分析,首先用双惯量模型表示传动装置,分析了机...
高速列车牵引传动系统是一个典型的机电耦合系统,由于驱动装置存在弹性,各部件间会因系统不稳定因素产生沿旋转方向的振动。主要针对高速列车牵引传动系统机电耦合振动现象及其影响因素进行分析,首先用双惯量模型表示传动装置,分析了机械结构的谐振频率,建立了高速列车传动系统模型,对系统稳定性以及参数影响度进行了分析,着重分析了速度控制器和电流环参数对稳定性的影响;然后在双惯量模型分析的基础上,建立了考虑齿轮箱弹性悬挂的扭转-弯曲耦合振动模型,将系统的电气振荡转化为机械振动,分析了系统电气参数对振动的影响;在小功率实验平台上,模拟再现了机电耦合振动现象,验证了本文的结论。
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关键词
牵引传动系统
双惯量模型
扭转
-
弯曲
耦合
振动
谐振频率
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职称材料
齿轮传动系统动态特性与传动效率研究
被引量:
5
4
作者
白斌
白广忱
+1 位作者
董世民
林学柱
《机械设计与制造》
北大核心
2013年第9期11-14,共4页
考虑齿轮时变啮合刚度、啮合阻尼以及外部激励载荷的综合影响,建立了二级分流式双圆弧圆柱齿轮传动系统的弯曲-扭转耦合振动的力学模型和数学模型,并给出了齿轮轮齿啮合刚度、阻尼,传动轴的弯曲和扭转刚度、阻尼,以及输入和输出激励的...
考虑齿轮时变啮合刚度、啮合阻尼以及外部激励载荷的综合影响,建立了二级分流式双圆弧圆柱齿轮传动系统的弯曲-扭转耦合振动的力学模型和数学模型,并给出了齿轮轮齿啮合刚度、阻尼,传动轴的弯曲和扭转刚度、阻尼,以及输入和输出激励的计算方法;建立了变速箱传动系统传动效率的仿真模型;利用Matlab编程,采用子空间迭代法对系统的固有特性进行计算,同时对此系统的稳态响应进行了求解并分析比较了啮合刚度、啮合阻尼及外载荷、螺旋角等对它们的影响。最后对模型的传动效率进行了仿真计算,证明了传动轴弯曲变形参数对扭转振动的影响不能忽略。研究结果对于指导变速箱设计、完善系统效率仿真模型以及提高系统效率仿真精度具有重要的理论价值。
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关键词
传动系统
力学模型
数学模型
弯曲
-
扭转
耦合
振动
传动效率
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职称材料
题名
薄壁铁路桥梁在移动荷载列作用下的横向弯曲-扭转耦合振动
1
作者
蔡勇
潘焰琛
机构
中南大学土木工程学院
出处
《铁道学报》
北大核心
2025年第10期154-161,共8页
基金
国家自然科学基金(51078354)
中南大学研究生自主探索创新项目(2024ZZTS0757)。
文摘
除垂直振动外,铁路桥梁上列车往往偏离桥梁横截面中心线行驶,也会导致桥梁产生横向和扭转振动;已有研究大多聚焦于桥梁竖向振动,对弯曲-扭转耦合振动理论的研究相对匮乏。为解决这一问题,提出一种用于分析列车荷载作用下薄壁铁路桥梁弯曲-扭转耦合振动的闭合解方法。将列车简化为两个具有恒定间隔的车轮载荷子系统叠加的移动荷载列模型,基于弗拉索夫的薄壁梁理论,建立桥梁振动微分方程。使用Fourier正弦变换、Laplace-Carson变换及其逆变换求解桥梁振动微分方程,得到列车荷载作用下薄壁梁横向弯曲-扭转耦合响应。验证闭合解可靠性后进一步开展参数分析,可得以下结论:附加扭转力矩在薄壁梁扭转振动中起重要作用;梁的弯曲-扭转耦合响应幅值随速度、车桥比增大表现出类似正弦波的形式逐渐变大;列车轴载增大会引起响应增大,当荷载等级从250 kN增加到300 kN时,梁扭转和横向振动幅值均增加20%。
关键词
移动荷载列
薄壁梁
弯曲
-
扭转
耦合
振动
动力响应
闭合解
Keywords
moving load series
thin
-
walled beam
flexural
-
torsional coupled vibration
dynamic response
closed
-
form solution
分类号
U24 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
高速列车牵引传动系统机电耦合振动特性研究
被引量:
12
2
作者
赵心颖
林飞
杨中平
李翔飞
张志强
焦京海
机构
北京交通大学电气工程学院
中国中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术中心
出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期40-47,共8页
基金
国家科技部"十三五"重点研发计划(2016YFB1200506-18)
文摘
高速列车牵引传动系统是一个典型的机电耦合系统,电机输出谐波转矩导致机械结构振动加剧,影响各机械部件的使用寿命,进而影响到列车运行安全。针对高速列车牵引传动系统的机电耦合振动现象进行分析,通过传动系统机械结构振动模态分析,建立其四阶扭转-弯曲振动模型,计算谐振频率,结合牵引电机输出转矩谐波成分分析,尤其是功率开关器件死区效应的影响,建立传动系统振动耦合关系。在此基础上,研究牵引传动系统机电耦合振动现象的机理与成因,提出基于误差电压死区补偿的振动抑制策略。最后搭建实验平台,模拟再现机电耦合振动现象,并完成振动抑制的实验验证。
关键词
机电耦合
振动
谐波转矩
扭转-弯曲振动
死区补偿
Keywords
electromechanical coupling vibration
harmonic torque
bending
-
torsion coupling vibration
dead
-
time compensation
分类号
TM922 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
高速列车牵引传动系统机电耦合振动及其影响因素分析
被引量:
10
3
作者
赵心颖
杨中平
林飞
李翔飞
张志强
焦京海
机构
北京交通大学电气工程学院
中车青岛四方机车车辆股份有限公司
出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期38-46,共9页
文摘
高速列车牵引传动系统是一个典型的机电耦合系统,由于驱动装置存在弹性,各部件间会因系统不稳定因素产生沿旋转方向的振动。主要针对高速列车牵引传动系统机电耦合振动现象及其影响因素进行分析,首先用双惯量模型表示传动装置,分析了机械结构的谐振频率,建立了高速列车传动系统模型,对系统稳定性以及参数影响度进行了分析,着重分析了速度控制器和电流环参数对稳定性的影响;然后在双惯量模型分析的基础上,建立了考虑齿轮箱弹性悬挂的扭转-弯曲耦合振动模型,将系统的电气振荡转化为机械振动,分析了系统电气参数对振动的影响;在小功率实验平台上,模拟再现了机电耦合振动现象,验证了本文的结论。
关键词
牵引传动系统
双惯量模型
扭转
-
弯曲
耦合
振动
谐振频率
Keywords
traction drive system
two
-
mass model
torsion
-
bending coupled vibration
resonant frequency
分类号
U264.3 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
齿轮传动系统动态特性与传动效率研究
被引量:
5
4
作者
白斌
白广忱
董世民
林学柱
机构
北京航空航天大学能源与动力工程学院
燕山大学机械工程学院
秦皇岛玻璃工业研究设计院
出处
《机械设计与制造》
北大核心
2013年第9期11-14,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(50974108
5115017
51275024)
文摘
考虑齿轮时变啮合刚度、啮合阻尼以及外部激励载荷的综合影响,建立了二级分流式双圆弧圆柱齿轮传动系统的弯曲-扭转耦合振动的力学模型和数学模型,并给出了齿轮轮齿啮合刚度、阻尼,传动轴的弯曲和扭转刚度、阻尼,以及输入和输出激励的计算方法;建立了变速箱传动系统传动效率的仿真模型;利用Matlab编程,采用子空间迭代法对系统的固有特性进行计算,同时对此系统的稳态响应进行了求解并分析比较了啮合刚度、啮合阻尼及外载荷、螺旋角等对它们的影响。最后对模型的传动效率进行了仿真计算,证明了传动轴弯曲变形参数对扭转振动的影响不能忽略。研究结果对于指导变速箱设计、完善系统效率仿真模型以及提高系统效率仿真精度具有重要的理论价值。
关键词
传动系统
力学模型
数学模型
弯曲
-
扭转
耦合
振动
传动效率
Keywords
Transmission System
Mechanical Model
Mathematical Model
Lateral
-
Torsional Coupling Vibration
Transmission Efficiency
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
TH132.41 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
薄壁铁路桥梁在移动荷载列作用下的横向弯曲-扭转耦合振动
蔡勇
潘焰琛
《铁道学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
高速列车牵引传动系统机电耦合振动特性研究
赵心颖
林飞
杨中平
李翔飞
张志强
焦京海
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
12
在线阅读
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职称材料
3
高速列车牵引传动系统机电耦合振动及其影响因素分析
赵心颖
杨中平
林飞
李翔飞
张志强
焦京海
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
10
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下载PDF
职称材料
4
齿轮传动系统动态特性与传动效率研究
白斌
白广忱
董世民
林学柱
《机械设计与制造》
北大核心
2013
5
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职称材料
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