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一种兼顾仿真效率和精度的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型 被引量:1
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作者 王伟 雷晓燕 +1 位作者 罗锟 陈鹏 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期10-20,共11页
车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜... 车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜索轮轨空间接触点中引入轮轨准弹性修正的、更为精细的轮轨接触几何关系,并将迹线法融入到交叉迭代中求解车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程,实现了同步进行轮轨接触点搜索与车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程求解,提高了模型分析精度和数值计算效率;然后,为验证理论模型的正确性,与相关文献结果进行了对比计算,验证了模型和算法的有效性;最后,分析了模型的四类简化形式对系统响应的影响。研究表明:采用集中支撑的弹性元件模拟钢轨扣件,无法真实反映两侧扣件对钢轨侧滚振动的协同约束作用,将导致计算结果失真,采用分离支撑的弹性元件模拟钢轨扣件更为合理;轨道结构底座板参振对系统响应的影响显著,在模型中应给予考虑;底座板超出轨道板的部分对系统响应的影响较小,所产生的误差在可接受范围内;轨道子系统模型A能兼顾仿真效率和计算精度,适合用作车辆-三层轨道非线性空间耦合系统振动精细化分析模型。 展开更多
关键词 车辆-轨道非线性空间耦合动力学 高速铁路 交叉迭代 准弹性修正 有限元模型
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基于刚柔耦合模型的地铁车辆-道岔动力学性能分析
2
作者 李华伟 许孝堂 +1 位作者 刘韦 何俊 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第6期160-167,共8页
[目的]为探究地铁车辆侧向和正向通过12号道岔时的安全性问题,为道岔结构优化与维护提供理论依据,需对地铁车辆-道岔耦合模型动力学性能进行研究。[方法]基于刚柔耦合动力学理论,构建包含车辆、轮轨、道岔等3个子系统的耦合动力学模型... [目的]为探究地铁车辆侧向和正向通过12号道岔时的安全性问题,为道岔结构优化与维护提供理论依据,需对地铁车辆-道岔耦合模型动力学性能进行研究。[方法]基于刚柔耦合动力学理论,构建包含车辆、轮轨、道岔等3个子系统的耦合动力学模型。通过模拟车辆侧向与正向通过道岔工况,对轮轨垂向力和横向力、轮轴横向力、脱轨系数及动态轮重减载率等核心指标数据进行分析。[结果及结论]车辆在侧向和正向两种通过道岔方式下,轮轨垂向力最大值未超过容许阈值,轮轨横向力与轮轴横向力均处于动态平衡范围内;脱轨系数稳定在临界限值以下,动态轮重减载率始终低于安全限值。研究证实,基于刚柔耦合动力学理论构建的地铁车辆-道岔耦合模型能够有效评估车辆通过道岔的安全性。 展开更多
关键词 地铁 车辆-道岔动力学性能 刚柔耦合模型
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车辆——路面耦合动力学模型文献综述
3
作者 刘宏伟 杨徐平 《南方农机》 2018年第10期80-80,共1页
汽车行驶在不平整路面上时候会产生耦合振动。这一耦合振动对车辆的行驶安全和驾驶员的舒适度有很大的影响。研究者这一耦合过程,就要建立车辆和道路的模型。车辆是一个多自由度的体系,面对不同的研究目的可以进行不同程度的简化,路面... 汽车行驶在不平整路面上时候会产生耦合振动。这一耦合振动对车辆的行驶安全和驾驶员的舒适度有很大的影响。研究者这一耦合过程,就要建立车辆和道路的模型。车辆是一个多自由度的体系,面对不同的研究目的可以进行不同程度的简化,路面结构以刚性路面为主要的研究对象,通过动力学研究这一体系然后得出响应结论。本文将综述近年来国内车辆—路面耦合动力学模型技术的最近进展。 展开更多
关键词 动力学 车辆振动模型 路面模型
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单轨车辆耦合动力学模型与振动响应特性 被引量:15
4
作者 文孝霞 杜子学 +2 位作者 许舟洲 尹燕莉 隗寒冰 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期462-468,共7页
为了研究单轨车辆在设计车速范围内的振动响应特性,进而评价单轨车辆运行平稳性与舒适性能,分析了单轨车辆走行轮、导向轮、稳定轮和转向架中央牵引装置及车体间的拓扑关系,利用Hamilton方程构建了包含走行轮与轨道梁顶部,导向轮、稳定... 为了研究单轨车辆在设计车速范围内的振动响应特性,进而评价单轨车辆运行平稳性与舒适性能,分析了单轨车辆走行轮、导向轮、稳定轮和转向架中央牵引装置及车体间的拓扑关系,利用Hamilton方程构建了包含走行轮与轨道梁顶部,导向轮、稳定轮与轨道梁侧部等三向轮轨接触对的单轨车辆空间耦合系统动力学模型,并对单轨的PC轨道梁走行面及轨道梁左、右两侧部轨面的不平度进行了数值模拟。基于空间耦合动力学模型,以轨道不平度为激励源,设定车辆以某一恒定速度在直线轨道上运行,获取了单轨车辆的振动响应特性,并与实车测试结果对比分析,验证了单轨空间耦合动力学模型的正确性。在此基础之上,获取了单轨车辆不同设计车速下的振动响应特性,对单轨车辆的运行平稳性和舒适性进行了评价。结果表明,单轨车辆的舒适性能优良,运行平稳性能处于优秀等级。 展开更多
关键词 单轨车辆 耦合动力学模型 接触模型 轨道不平激励 振动 平稳性
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履带车辆纵向与垂向耦合动力学模型及功率特性 被引量:10
5
作者 李春明 吴维 +2 位作者 郭智蔷 苑士华 陈思 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期449-458,共10页
越野工况履带车辆动力学是车辆越野行驶能力预测的理论基础。考虑高机动履带车辆越野行驶纵向运动和垂向运动耦合效应,提出履带车辆纵向与垂向耦合动力学建模方法。建立车辆耦合动力学模型,对车辆在典型路面上的行驶性能进行仿真,并进... 越野工况履带车辆动力学是车辆越野行驶能力预测的理论基础。考虑高机动履带车辆越野行驶纵向运动和垂向运动耦合效应,提出履带车辆纵向与垂向耦合动力学建模方法。建立车辆耦合动力学模型,对车辆在典型路面上的行驶性能进行仿真,并进行实车测试验证,进而量化分析履带车辆系统的功率特性。仿真结果表明:该模型可以表征车辆在不同类型路面上行驶的动力学响应特性;在越野工况下,车体垂向、俯仰等运动将消耗部分功率,对车辆行驶速度提升有一定影响;在越野路面上行驶的履带车辆瞬时非纵向运动功率数值波动范围大,随着路面条件变差以及速度提高,非纵向运动功率占总输入功率比例增加,对总功率的需求也越大,限制了驱动功率的有效利用。研究结果可用于高机动履带车辆动力学模型构建以及车辆功率流分析。 展开更多
关键词 履带车辆 耦合动力学模型 纵向与垂向耦合 功率特性 越野工况 功率流
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机车车辆横向动力学性能仿真——车辆轨道耦合模型与传统车辆模型的比较 被引量:9
6
作者 王开云 翟婉明 蔡成标 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期17-21,共5页
运用经过大量线路实车运行试验验证的车辆 轨道耦合动力学仿真软件TTISIM,对传统车辆动力学和车辆 轨道耦合动力学两种类型模型的横向动力性能进行了比较与分析.结果表明:车辆无论是在直线上运行还是通过曲线轨道和道岔时,采用传统模型... 运用经过大量线路实车运行试验验证的车辆 轨道耦合动力学仿真软件TTISIM,对传统车辆动力学和车辆 轨道耦合动力学两种类型模型的横向动力性能进行了比较与分析.结果表明:车辆无论是在直线上运行还是通过曲线轨道和道岔时,采用传统模型计算所得的轮轨横向相互动作用力均较采用耦合模型计算的大;仿真计算车辆蛇行失稳临界速度时,采用前一模型得到的结果较后者偏高;而两者计算所得的车辆垂向与横向振动差别甚小. 展开更多
关键词 机车 横向动力学 性能仿真 车辆-轨道耦合模型 传统车辆模型 临界速度 平稳性
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用于不平路面车辆动力学仿真的轮胎模型综述 被引量:33
7
作者 管迪华 范成建 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期162-167,共6页
介绍了轮胎在不平路面的动力学特性。在回顾不平路面轮胎动力学模型发展的基础上 ,以近期的研究工作为重点 ,对用于不平路面车辆动力学仿真的轮胎模型进行了较为系统的介绍。概要地阐述了各种轮胎模型的建模理论、方法 ,并进行了分析和... 介绍了轮胎在不平路面的动力学特性。在回顾不平路面轮胎动力学模型发展的基础上 ,以近期的研究工作为重点 ,对用于不平路面车辆动力学仿真的轮胎模型进行了较为系统的介绍。概要地阐述了各种轮胎模型的建模理论、方法 ,并进行了分析和评述。最后 ,总结了不平路面轮胎力学建模的核心问题及发展方向 。 展开更多
关键词 车辆 动力学仿真 不平路面 轮胎模型 建模方法
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采用直线电机车辆的轨道交通耦合动力学模型及仿真分析 被引量:1
8
作者 万传风 龙许友 +1 位作者 张勇 邓学森 《城市轨道交通研究》 2006年第5期19-21,25,共4页
建立了采用直线电机车辆的轨道交通的车-线耦合动力学模型,并与车辆动力学分析通用软件ADAMS/Rail进行了比较,从而验证了所建模型的正确性。通过对广州市轨道交通4号线工程线路设计参数进行的仿真计算,给出了相应的建议值。
关键词 直线电机 车辆动力学 轨道交通 车-线耦合动力学模型
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轮式铰接车辆的动力学耦合模型研究
9
作者 谭惠明 杜念慈 +2 位作者 王安麟 何绍华 徐刚 《中国工程机械学报》 2004年第1期1-6,共6页
提出了轮式铰接车辆的动力学耦合模型,并且给出了此耦合模型的具体形式,这为正确把握轮式铰接车辆在不平路面行驶时的运动状况提供了理论依据,同时为最终实现对轮式铰接车辆的主动悬架控制提供了一定的理论基础.
关键词 轮式铰接车辆 动力学耦合模型 车身姿势变化
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1/4车-路耦合动力学模型研究 被引量:12
10
作者 周玉民 谈至明 刘伯莹 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期408-413,共6页
将车辆简化为1/4车模型,路面结构视为地基梁或地基板,建立车-路耦合动力学模型;通过引入动态接触算法,采用直接积分法求解,比较了车-路耦合动力学模型与静力模型结果的差别;讨论了两种模型在车辆非悬挂系质点垂向加速度、车-路耦合作用... 将车辆简化为1/4车模型,路面结构视为地基梁或地基板,建立车-路耦合动力学模型;通过引入动态接触算法,采用直接积分法求解,比较了车-路耦合动力学模型与静力模型结果的差别;讨论了两种模型在车辆非悬挂系质点垂向加速度、车-路耦合作用力、路面板动弯沉、动应变、接缝嵌缝料剪切应变和接缝传荷效率等的异同.结果表明,两种模型的非悬挂质点垂向加速度、车-路耦合作用力、路面板动弯沉和接缝嵌缝料剪切应变等具有较好的一致性,在动应变及接缝传荷效率等方面有一定差异;地基板模型可很好地模拟移动车辆作用下混凝土路面结构的动态响应,而地基梁模型可高效地用于路面结构的接缝传荷、嵌缝料振动模拟.建立的模型可用于水泥混凝土路面动态响应分析和路面性能评价. 展开更多
关键词 道路工程 水泥混凝土路面 1/4车模型 地基梁 地基板 车-路耦合动力学
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车辆变速器齿轮轴系和箱体动力学耦合研究 被引量:2
11
作者 符升平 李胜波 +1 位作者 罗宁 钟铭恩 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期1086-1094,共9页
为定量分析变速器齿轮轴系动态特性和箱体弹性变形的相互影响,本文中建立了车辆变速器齿轮轴系和箱体动力学耦合模型并进行求解。首先,以某履带式车辆变速器为对象,采用有限元分析和试验方法探明箱体的弹性特征,提出变速器动力学耦合的... 为定量分析变速器齿轮轴系动态特性和箱体弹性变形的相互影响,本文中建立了车辆变速器齿轮轴系和箱体动力学耦合模型并进行求解。首先,以某履带式车辆变速器为对象,采用有限元分析和试验方法探明箱体的弹性特征,提出变速器动力学耦合的方法,建立包含弹性箱体的变速器动力学耦合模型;接着对稳态工况下变速器箱体的变形和箱体变形状态下齿轮轴系动态特性的变化进行仿真;最后通过实车道路试验,测试了箱体危险区域的振动加速度,验证了所建变速器动力学耦合模型的正确性,完善了变速器动力学耦合性能的预测方法。 展开更多
关键词 车辆变速器 箱体弹性变形 齿轮轴系特性 动力学耦合模型 仿真 实车试验
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专著《车辆轨道耦合动力学》第三版出版
12
作者 翟婉明 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期56-56,共1页
关键词 车辆-轨道耦合动力学 第三版 专著 理论模型 出版
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专著《车辆轨道耦合动力学》第三版出版
13
作者 翟婉明 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期33-33,共1页
关键词 车辆-轨道耦合动力学 第三版 专著 理论模型 出版
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不同路面条件下车载转管机枪动力学特性研究 被引量:2
14
作者 张军挪 王瑞林 +1 位作者 李涛 化斌斌 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1087-1094,共8页
以某型车载转管机枪为对象,为了研究不同路面环境对其射击精度的影响程度,采用虚拟样机技术建立了该型机枪刚柔耦合多体动力学仿真模型。综合考虑了轮胎与地面、车辆与机枪之间的相互作用关系,仿真模拟了车辆处于自由状态时,机枪在不同... 以某型车载转管机枪为对象,为了研究不同路面环境对其射击精度的影响程度,采用虚拟样机技术建立了该型机枪刚柔耦合多体动力学仿真模型。综合考虑了轮胎与地面、车辆与机枪之间的相互作用关系,仿真模拟了车辆处于自由状态时,机枪在不同路面条件下的射击过程并对其进行了外弹道计算,获得了机枪射击时车辆的振动特性、枪口的响应特性以及立靶散布情况。通过对各种路面条件下的仿真曲线对比分析,得出了路面环境对机枪射击精度的影响关系。研究结果为同类武器的研究与试验提供了理论支持和方向。 展开更多
关键词 车载转管机枪 刚柔耦合模型 路面 动力学特性 射击精度
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浮置板剪力铰对列车-轨道耦合系统动力学行为的影响 被引量:27
15
作者 杨建近 朱胜阳 翟婉明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期1-8,共8页
基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了考虑浮置板剪力铰连接作用下的列车-钢弹簧浮置板轨道空间耦合动力学模型。将浮置板视为弹性薄板,同时考虑剪力铰对浮置板的横向与垂向约束作用,分析了直线和曲线线路条件下剪力铰对列车-轨道耦合系... 基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了考虑浮置板剪力铰连接作用下的列车-钢弹簧浮置板轨道空间耦合动力学模型。将浮置板视为弹性薄板,同时考虑剪力铰对浮置板的横向与垂向约束作用,分析了直线和曲线线路条件下剪力铰对列车-轨道耦合系统动力学行为的影响。结果表明:浮置板剪力铰能明显改善轮轨动力相互作用,缓解列车通过浮置板接缝时轮轨横向力和垂向力产生的冲击;浮置板剪力铰对减小地铁列车的振动也有一定的改善作用,其对轮对振动的影响最大,对构架振动的影响次之,对车体振动的影响最小;地铁列车通过直线线路时,浮置板剪力铰对板端扣件受力的改善作用明显;地铁列车通过曲线线路时,剪力铰对浮置板的横向位移、水平面内转动角和钢弹簧横向力的改善作用比较明显,对扣件横向力影响较小。 展开更多
关键词 剪力铰 剪切弹簧模型 浮置板 车辆-轨道耦合动力学 城市轨道交通
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不同减振轨道上地铁车辆动力学性能对比分析 被引量:2
16
作者 张涛 展旭和 +3 位作者 金泰木 姜培斌 凌亮 王开云 《城市轨道交通研究》 北大核心 2021年第10期86-89,95,共5页
为研究地铁车辆在不同减振轨道结构上的动力学性能,基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立考虑不同类型减振轨道的地铁车辆-减振轨道耦合动力学模型。基于动力学仿真,对比分析地铁车辆在4种常用减振轨道上的横向稳定性,以及直线和曲线段的... 为研究地铁车辆在不同减振轨道结构上的动力学性能,基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立考虑不同类型减振轨道的地铁车辆-减振轨道耦合动力学模型。基于动力学仿真,对比分析地铁车辆在4种常用减振轨道上的横向稳定性,以及直线和曲线段的轮轨动力学性能。结果表明:减振轨道结构参数对地铁车辆横向稳定性有很大影响,弹性扣件减振轨道上车辆的轮轨安全性指标略小于其他3种减振轨道。 展开更多
关键词 地铁车辆 减振轨道 车辆-轨道耦合模型 动力学性能
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车辆-轨道系统动力极值预测及可靠度计算 被引量:2
17
作者 徐磊 朱雪燕 +3 位作者 金浩然 刘鹏飞 闫斌 余志武 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2142-2150,共9页
为从车辆-轨道系统的动力极值预测及其可靠度计算角度分析车辆系统行车安全、衡量系统可靠程度,基于车辆-轨道耦合动力学及概率理论,提出一种车轨系统动力极值预测及可靠度评估方法。首先,基于轨道不平顺概率模型,采用轨道不平顺累计概... 为从车辆-轨道系统的动力极值预测及其可靠度计算角度分析车辆系统行车安全、衡量系统可靠程度,基于车辆-轨道耦合动力学及概率理论,提出一种车轨系统动力极值预测及可靠度评估方法。首先,基于轨道不平顺概率模型,采用轨道不平顺累计概率谱确定具有不同激振能量的随机不平顺序列;依据离散Parseval定理,建立轨道不平顺时域序列和功率谱间的对应关系;将轨道不平顺概率模型与车辆-轨道耦合动力学模型相结合,从随机动力计算中提取车辆-轨道的动力极值及可靠度信息;随后利用车辆-轨道耦合动力模型及二维插值算子,根据谱线能量关系实现动力极值预测;此外,基于此系统激励输入与响应输出间的概率等效性,导出了动力极值的可靠度计算式。以实测的轨道不平顺和车体加速度数据及4种类型不平顺在不同累计概率下的谱组合计算得出的轮轨横向力和钢轨垂向位移的计算结果为样本,与预测结果进行对比。研究结果表明:计算时程的分布趋势基本与实测时程一致,动力极值预测结果与实际的动力计算结果较为接近。由于轨道不平顺随机性的存在使得车辆-轨道系统的动力响应存在随机离散及方差特征,但通过轨道不平顺的幅频及能量特性预测车辆-轨道系统的动力极值的方法是较为可行的。 展开更多
关键词 车辆-轨道耦合动力学 随机不平顺 动力极值 可靠度评估 概率模型
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面向车路耦合的6×6轮式机器人动力学分析
18
作者 谢步庆 封硕 舒红 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第22期322-331,共10页
为了准确地描述采用6个轮边电机独立驱动的双减震轮式机器人的响应特性以及轮胎的动载荷,通过构造适合不同等级路面的6×6轮整车13自由度垂向动力学模型进行仿真.该模型包含了双边6个车轮垂向位移,车身质心垂向位移,车身四角垂向位... 为了准确地描述采用6个轮边电机独立驱动的双减震轮式机器人的响应特性以及轮胎的动载荷,通过构造适合不同等级路面的6×6轮整车13自由度垂向动力学模型进行仿真.该模型包含了双边6个车轮垂向位移,车身质心垂向位移,车身四角垂向位移,车身俯仰运动以及车身侧倾运动,并且将左右轮在行驶过程中的相干性以及行驶过程中左右轮地面信号输入的不同的情况考虑在内;同时利用三角级数法构造并验证了仿真所需的各级路面时域信号,可以模拟在任何等级路面下的运动情况;建立了利用MATLAB/Simulink平台求解该动力学模型以获得响应特性及轮胎动载荷的研究方法.结果表明,在F级路面下的整车13自由度垂向动力学模型的可行性以及准确性.可见,该动力学模型可为以后6×6双减震轮式机器人相关参数(例如悬架优化,有限元分析,轻量化设计)的优化提供参考. 展开更多
关键词 六轮六驱 多自由度 动力学模型 路面时域信号 车路耦合
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基于Timoshenko梁模型的车辆轨道耦合振动分析 被引量:26
19
作者 徐志胜 翟婉明 王开云 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期22-27,共6页
运用车辆 轨道耦合动力学理论,建立了基于Timoshenko梁钢轨模型的车辆 轨道耦合振动模型,分析了钢轨的固有振动特性,初步探讨了车辆 轨道系统的动力响应.结果表明,Timoshenko梁钢轨模型在固有振动及强迫振动两方面均与Euler梁钢轨模型... 运用车辆 轨道耦合动力学理论,建立了基于Timoshenko梁钢轨模型的车辆 轨道耦合振动模型,分析了钢轨的固有振动特性,初步探讨了车辆 轨道系统的动力响应.结果表明,Timoshenko梁钢轨模型在固有振动及强迫振动两方面均与Euler梁钢轨模型有明显不同,前者能更详细地描述钢轨的高频特性. 展开更多
关键词 Timoshenko梁模型 车辆动力学 轨道结构 Euler梁 车辆-轨道耦合振动模型 钢轨 固有振动特性
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考虑路面不平整度因素的车路耦合振动模型的建立 被引量:19
20
作者 许海亮 袁勇 +1 位作者 屈铁军 唐浚然 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第19期152-156,共5页
目前在道路结构相关计算分析中车辆荷载多以静力荷载为主,均未考虑在路面不平整度激励下车路耦合效应的影响。针对这种情况本文在已有车辆模型的基础上,考虑了道路结构振动的影响建立了车路耦合模型。经现场实测数据的验证,该模型能够... 目前在道路结构相关计算分析中车辆荷载多以静力荷载为主,均未考虑在路面不平整度激励下车路耦合效应的影响。针对这种情况本文在已有车辆模型的基础上,考虑了道路结构振动的影响建立了车路耦合模型。经现场实测数据的验证,该模型能够较好的反映车路作为一个大系统的振动情况,是一个形式简单,计算方便,应用价值较高的模型。利用耦合模型和传统模型进行对比分析,发现车路耦合效应对车辆悬挂系统的振动影响较小;但对车辆非悬挂系统的振动和车路间作用力(中心化)的影响较大。实际算例显示较传统模型,耦合模型下车路间作用力最大幅值增大七倍,因此对于车路共同作用系统下的道路结构振动研究车辆耦合效应是一个重要的考虑因素。 展开更多
关键词 车辆 道路 耦合系统 路面不平整度 线性模型
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