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题名陀螺效应对高速旋转轮对弯曲模态的影响
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作者
关庆华
王文波
张丰英
温泽峰
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机构
西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室
徐州重型机械有限公司
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出处
《铁道学报》
北大核心
2025年第3期54-63,共10页
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基金
四川省科技计划(2023NSFSC0399)。
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文摘
基于转子动力学理论,以Timoshenko连续转轴模拟轮轴,以旋转圆盘模拟车轮,建立旋转轮对动力学模型。利用Riccati传递矩阵计算不同速度下弹性悬挂轮对的涡动模态。通过Timoshenko梁连续转轴模型的色散特性曲线,揭示陀螺效应对旋转体正反涡动频率的影响机理。与有限元模型计算结果对比表明,基于Timoshenko梁连续转轴模型的弹性轮对能够满足前4阶弯曲模态计算需求,Euler梁模型无法考虑转轴旋转陀螺效应,仅适用于前2阶弯曲响应分析。研究结果表明:陀螺效应使轮对弯曲模态出现正反涡动,随转速提高,正涡动模态频率增大,反涡动模态频率减小;陀螺效应对轮对1、2阶弯曲涡动频率变化影响显著,对3、4阶弯曲涡动模态频率变化影响不大,速度每提高100 km/h,前4阶弯曲模态正涡动频率分别增加9.31、9.62、2.09、0.57 Hz,前4阶弯曲模态反涡动频率分别下降4.97、5.83、1.27、0.50 Hz。
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关键词
高速轮对
陀螺效应
旋转动力学
传递矩阵
涡动模态
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Keywords
high-speed wheelset
gyroscopic effect
rotating dynamics
transfer matrix
whirling mode
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分类号
U211
[交通运输工程—道路与铁道工程]
U270
[机械工程—车辆工程]
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