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轮轨横移黏着作用下轨道车辆轮对−齿轮传动系统动力学研究
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作者 樊林放 徐向阳 +2 位作者 田富文 倪元庆 陈兆玮 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期807-818,共12页
针对曲线段轮对横移黏着作用下轮对−齿轮传动系统动态特性不明等问题,本文通过曲线段轮对横移受力和空间接触几何分析,结合改进的Kik-Piotrowski理论和FaStrip算法,提出曲线段轮轨横移动态黏着接触模型;综合考虑轮轨动态黏着激励、时变... 针对曲线段轮对横移黏着作用下轮对−齿轮传动系统动态特性不明等问题,本文通过曲线段轮对横移受力和空间接触几何分析,结合改进的Kik-Piotrowski理论和FaStrip算法,提出曲线段轮轨横移动态黏着接触模型;综合考虑轮轨动态黏着激励、时变啮合刚度、非线性轴承接触力等因素,建立轮轨横移黏着作用下轮对−齿轮传动系统动力学模型;最后分析不同曲线段下轮轨黏着接触特性以及曲线半径、运行速度对传动系统动态特性的影响。研究结果表明:当横移量为0 mm时,左右轮轨接触斑对称且面积相等,两侧最大法向接触应力均为155.1 MPa,且位于接触斑正中心,两侧最大切向接触应力均为40.2 MPa,且均位于接触斑左侧滑移区;随着正向横移量增大,左侧轮轨法、切向接触应力幅值先减小后增大,右侧法向、切向应力幅值逐渐减小,且分布位置向轮对中心偏移,接触斑滑动区占比逐渐增大,轮轨黏着接触性能逐渐恶化;随着曲线半径减小和运行速度增加,齿轮啮合力、轴承接触力和左右侧横向轮轨力都随之增大,从而加剧系统振动,并且在内外耦合激励影响下,左侧轴承接触力和轮轨力均比右侧的高。 展开更多
关键词 轨道车辆 轮对横移 轮轨黏着 传动系统 动态特性
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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
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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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连续运行车辆-轨道垂向耦合动力学的时变分析法
3
作者 杨蔡进 《力学学报》 北大核心 2025年第3期740-754,共15页
随着运行速度的提升,高速列车与服役结构及环境的耦合作用显著加剧,并且上述耦合作用表现在车辆运动的全过程.考虑实际的运行环境,建立精细的车辆-轨道耦合动力学模型,开展更为精确的服役模拟是当前研究热点,但面临许多挑战,例如车辆与... 随着运行速度的提升,高速列车与服役结构及环境的耦合作用显著加剧,并且上述耦合作用表现在车辆运动的全过程.考虑实际的运行环境,建立精细的车辆-轨道耦合动力学模型,开展更为精确的服役模拟是当前研究热点,但面临许多挑战,例如车辆与长大轨道结构耦合动力学建模难题.现代高速列车短时间内就能在轨运行至数百公里的距离,经典的理论方法采用了拉格朗日方式描述系统的运动和变形,限定系统的力学研究对象固定不变,往往需要针对全部长度的轨道结构进行建模,计算分析效率亟需提高.围绕高速轨道交通领域内关键基础力学模型问题,基于模型截断的策略,从时变系统动力学角度,构建长距离连续运行车辆-轨道耦合动力学高效建模与分析方法.引入移动控制体描述长大轨道结构在有效振动区域内动力学行为,利用任意拉格朗日-欧拉原理建立移动控制体内截断轨道梁的连续时变动力学模型,基于自适应步长Runge-Kutta-Fehlberg积分策略,通过预处理当前时间步的积分信息,确定预测下一时间步系统响应所需的迭代条件,从而表征控制体内轨道梁下轨枕和道床质量系统的离散时变动力学问题.最后,通过数值算例仿真,分析了车辆-轨道耦合系统的动力学响应,并将计算结果与传统模态叠加法获得结果进行比较,验证了方法的有效性. 展开更多
关键词 高速列车 长大轨道结构 离散/连续时变系统动力学 移动控制体 任意拉格朗日-欧拉原理
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基于EEMD的轨道—车辆系统垂向动力学的时频分析 被引量:14
4
作者 李海涛 王成国 +1 位作者 许跃生 吴朝华 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期24-30,共7页
应用白噪声聚类经验模型分解方法(EEMD,Ensemble EMD),进行轨道—车辆系统的时频分析,分析钢轨不平顺的波长—幅值分布及短波不平顺的分布特点。通过理论推导,得到垂向钢轨不平顺与车体垂向加速度之间的转移函数,并由简化模型仿真结果... 应用白噪声聚类经验模型分解方法(EEMD,Ensemble EMD),进行轨道—车辆系统的时频分析,分析钢轨不平顺的波长—幅值分布及短波不平顺的分布特点。通过理论推导,得到垂向钢轨不平顺与车体垂向加速度之间的转移函数,并由简化模型仿真结果与实验数据对比分析得出二者的相关系数在0.8以上,表明仿真结果与实验数据非常吻合。利用简化模型进行数值仿真,所需复数乘法次数为N(2logN+1),满足实时仿真的需要。实例所测钢轨不平顺和车体加速度的相关性分析结果表明,对加速度数据进行EEMD处理,所得结果能反映钢轨不平顺幅值变化及所在的空间位置等信息。 展开更多
关键词 Hilbert-Huang TRANSFORM EEMD 轨道—车辆系统动力学 钢轨不平顺 车体加速度 数值仿真
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基于车辆动力学的铁路轨道曲线啸叫时域模型
5
作者 李午垚 刘奔龙 +1 位作者 刘洋 江晓禹 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第5期36-43,共8页
曲线啸叫是轮轨切向黏滑接触、轮轨动力学和通过曲线时车辆运行状态的综合结果。为综合研究曲线啸叫的影响因素,基于整车车辆多体动力学,并采用改进的轮轨接触力计算方法,建立了曲线啸叫时域模型。在接触力计算中,使用了离散接触模型,... 曲线啸叫是轮轨切向黏滑接触、轮轨动力学和通过曲线时车辆运行状态的综合结果。为综合研究曲线啸叫的影响因素,基于整车车辆多体动力学,并采用改进的轮轨接触力计算方法,建立了曲线啸叫时域模型。在接触力计算中,使用了离散接触模型,为引入下落摩擦机理,在切向力计算中使用迭代方法确定摩擦系数和接触力,使用模态叠加法计算车轮振动响应,采用无限元方法计算车轮声辐射。研究不同曲线半径和通过速度下,曲线段轮轨间接触力的变化及接触区的黏着-滑动状态,对车轮振动特性进行分析,并研究了车轮声学响应。研究发现,在下落摩擦和整车车辆运动状态的共同作用下会出现啸叫现象;曲线段轮轨间的法向力和切向力均会出现振荡,接触区呈现黏滑振荡状态;车轮振动速度谱的峰值频率与车轮特征模态相近,车轮轴向和径向模态的高幅振动是高频啸叫的原因之一。啸叫现象主要出现在前轮上,相同工况下,前后轮声压级相差近20 dB,车辆速度和曲线半径对啸叫程度有明显影响,当车辆的曲线通过速度为60 km/h时,小曲线半径会出现严重啸叫现象;当曲线半径由200 m增大到400 m时,最大声压级降低34 dB;曲线通过速度由60 km/h降至40 km/h时,最大声压级下降13 dB。 展开更多
关键词 铁路轨道 轮轨噪声 曲线啸叫 离散弹性接触 车辆动力学
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车辆-轨道系统横向耦合动力学的研究 被引量:7
6
作者 郭仕章 蔡成标 +1 位作者 翟婉明 王其昌 《铁道学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第A06期91-99,共9页
本文基于车辆-轨道系统耦合动力学的基本思想,对横向耦合动力学进行了分析研究。从车辆、轨道、轮轨接触整体系统的角度,建立了车辆-轨道系统横向耦合模型,并编制了相应的计算机仿真实施软件包,用以分析高速、重载运输条件下车辆... 本文基于车辆-轨道系统耦合动力学的基本思想,对横向耦合动力学进行了分析研究。从车辆、轨道、轮轨接触整体系统的角度,建立了车辆-轨道系统横向耦合模型,并编制了相应的计算机仿真实施软件包,用以分析高速、重载运输条件下车辆和轨道的横向相互作用,为车辆和轨道的最佳设计、最佳管理提供科学依据。 展开更多
关键词 车辆 轨道 横向耦合 动力学
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车辆—轨道系统高中低频动力学模型的理论特征及其应用范围的研究 被引量:11
7
作者 陈泽深 王成国 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期1-10,共10页
针对铁路在提速和高速发展中碰到的车辆—轨道系统的结构磨损加剧、关键部件疲劳破坏和噪声等问题,提出必须进行车辆—轨道系统高中低频范围的动力学模型研究。根据激扰的差异及其波长范围,针对车辆—轨道系统动力学在低频、中频和高频... 针对铁路在提速和高速发展中碰到的车辆—轨道系统的结构磨损加剧、关键部件疲劳破坏和噪声等问题,提出必须进行车辆—轨道系统高中低频范围的动力学模型研究。根据激扰的差异及其波长范围,针对车辆—轨道系统动力学在低频、中频和高频3个范围内存在问题的性质,建立符合研究要求的车辆模型、轨道模型和轮轨接触模型,并采用合理的数学方法求解。认为以车辆—轨道系统的频率特征为基础,进行完整的车辆—轨道系统动力学研究,可以有效研究车辆—轨道系统的短时动力学和长期行为之间的关系。 展开更多
关键词 车辆-轨道系统动力学 车辆模型 轨道模型 轮轨接触模型 频率特性
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机车车辆—轨道耦合动力学仿真系统的集成研究 被引量:3
8
作者 丁国富 王开云 翟婉明 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期33-37,共5页
机车车辆—轨道耦合动力学仿真已经开展了数值仿真、图形可视化等研究 ,但如何将相关的研究集成起来 ,形成一个单平台的较为完善的仿真系统 ,是一个急待解决的问题。文中采用面向对象的系统设计方法 ,结合基于变参数的车辆几何结构的三... 机车车辆—轨道耦合动力学仿真已经开展了数值仿真、图形可视化等研究 ,但如何将相关的研究集成起来 ,形成一个单平台的较为完善的仿真系统 ,是一个急待解决的问题。文中采用面向对象的系统设计方法 ,结合基于变参数的车辆几何结构的三维生成、基于帧图象的动力学可视再现和曲线二维可视化等技术 ,将系统可视化模块和动力学计算模块有效地结合起来 ,研究了系统开发环境的结合方式、系统集成框架、基于CVF、VC和OPENGL等不同语言间的混合联编等问题。并给出了系统集成中基于标识集的数据传递流程和共享方式 ,定义了不同的独立模块之间的数据接口 ,提供了一个考虑计算、图形、和综合可视界面的合理的系统开发环境 。 展开更多
关键词 铁路 机车车辆-轨道耦合动力学 计算机仿真 系统集成 数据共享 仿真系统
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城市轨道交通轨枕间距调整对车辆轨道系统的动力学影响 被引量:3
9
作者 和振兴 陈磬超 +1 位作者 翟婉明 杨新文 《铁道建筑》 北大核心 2010年第3期86-88,共3页
在城市轨道交通建设轨道设计过程中,由于现场客观需要,经常需要局部增大轨枕间距。车辆—轨道动力学理论计算结果表明,轨枕间距局部增大后,刚度不平顺对车辆、轨道系统的动力冲击作用是客观存在的,但是这种冲击作用相对较小,对车辆、轨... 在城市轨道交通建设轨道设计过程中,由于现场客观需要,经常需要局部增大轨枕间距。车辆—轨道动力学理论计算结果表明,轨枕间距局部增大后,刚度不平顺对车辆、轨道系统的动力冲击作用是客观存在的,但是这种冲击作用相对较小,对车辆、轨道系统的动力学影响不是控制轨枕间距局部增大量的因素。 展开更多
关键词 轮轨力 加速度 地铁车辆 轨道 动力学
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弹性短轨枕空吊对车辆-轨道系统的动力学影响分析 被引量:2
10
作者 和振兴 杨吉忠 杨新文 《城市轨道交通研究》 北大核心 2016年第3期6-11,共6页
弹性短轨枕减振轨道是城市轨道交通所采用的经济有效的减振措施之一,但由于轨枕空吊的影响,近年来在工程中的用量急剧下降。采用车辆-轨道耦合动力学理论,建立可以考虑单侧轨枕空吊的车辆-轨道空间耦合振动模型,对城市轨道交通弹性短轨... 弹性短轨枕减振轨道是城市轨道交通所采用的经济有效的减振措施之一,但由于轨枕空吊的影响,近年来在工程中的用量急剧下降。采用车辆-轨道耦合动力学理论,建立可以考虑单侧轨枕空吊的车辆-轨道空间耦合振动模型,对城市轨道交通弹性短轨枕轨道轨枕空吊引起的车辆、轨道系统的振动响应进行理论分析。结果表明,弹性短轨枕空吊对钢轨扣件、轨枕的动力学影响最为显著,其次是轮轨力,对车体振动的影响为最小。若出现2根以上轨枕的连续空吊,则钢轨扣件系统受力会超出设计允许范围。通过轮轨力或车辆振动参数对轨枕空吊不易检测或识别。 展开更多
关键词 城市轨道交通 车辆 轨道 振动 动力学分析
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完整的车辆—轨道系统动力学研究是铁路发展的迫切需要 被引量:2
11
作者 陈泽深 王成国 《铁道机车车辆》 2004年第2期1-8,共8页
针对铁路在提速和高速发展中碰到的车辆—轨道系统的结构磨损加剧、关键部件疲劳破坏和噪声等新问题 ,在总结分析大量有关技术文献的基础上 ,提出必须进行高中低频范围的车辆—轨道系统的动力学研究。如果只用传统的思路和方法 ,不对这... 针对铁路在提速和高速发展中碰到的车辆—轨道系统的结构磨损加剧、关键部件疲劳破坏和噪声等新问题 ,在总结分析大量有关技术文献的基础上 ,提出必须进行高中低频范围的车辆—轨道系统的动力学研究。如果只用传统的思路和方法 ,不对这些新问题的本质进行深入研究分析 ,问题不能得到合理解决。理论和试验结果表明 ,根据激扰的差异及其波长范围 ,应将车辆—轨道系统动力学划分为低频、中频和高频 3个范围。针对这 3个不同区域内存在问题的性质 ,所处的频率范围 ,建立符合研究要求的动力学模型 ,并采用合理的数学方法求解。这样 ,以车辆—轨道系统的频率特性为基础 ,进行完整的车辆—轨道系统动力学研究 ,开发完善的新模型 。 展开更多
关键词 机车工程 轮轨相互作用 频率范围 动力学模型 接触模型 车辆-轨道系统
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完整的车辆—轨道系统动力学研究是铁路发展的迫切需要(2) 被引量:1
12
作者 陈泽深 王成国 《铁道机车车辆》 2004年第4期15-19,共5页
Along with the increasing velocity and high speed development of railway,many questions have emerged,such as the aggravating abrasion in vehicle-track system,fatigue failure in key components,as well as the noises etc... Along with the increasing velocity and high speed development of railway,many questions have emerged,such as the aggravating abrasion in vehicle-track system,fatigue failure in key components,as well as the noises etc.After summarizing pinety of technique literatures,it′s found that dynamic research of vehicle-track system in high,intermediate and low frequency spectrum must be carried out.Only suing the traditional methods and without analyzing the essentiality of problems,these rising questions will not be solved reasonably.Rolated theories and experiments show that,by the difference of excitation and wavelength the complete vehicle-track system dynamics should be divided into three frequency spectrums:high,intermediate and low frequency respectively.According to the character and frequency of the three different speetrums,the dynamic model can be set up to meet the research requirements and can be solved using appropriate mathematic technique.In this way,full vehicle-track system dynamic research can be conducted based on the system frequency character.And reasonable model can be developed,which is significant to develop the high-speed railways. 展开更多
关键词 车辆轨道系统 动力学研究 铁路 噪声 振动
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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:1
13
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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机车车辆/轨道系统垂向耦合动力学分析 被引量:2
14
作者 全玉云 孙丽萍 +1 位作者 吴昌华 王生武 《大连铁道学院学报》 2005年第1期41-45,共5页
考虑到多刚体系统动力学研究方法在建模及计算方面的局限性,将有限元法引入到机车车辆 /轨道大系统的垂向耦合振动研究中来.为了真实模拟在轨道上不同位置的轮轨接触关系,用有限元参数二次规划法求出了轮轨等效接触刚度曲线,建立了统一... 考虑到多刚体系统动力学研究方法在建模及计算方面的局限性,将有限元法引入到机车车辆 /轨道大系统的垂向耦合振动研究中来.为了真实模拟在轨道上不同位置的轮轨接触关系,用有限元参数二次规划法求出了轮轨等效接触刚度曲线,建立了统一的机车车辆 /轨道耦合系统.通过建立系统的有限元分析模型,利用精细时程积分算法求解系统振动方程,分析研究了机车车辆在无限长轨道上运行时,在轨道不平顺激扰下,轮 /轨间相互作用力、机车车辆 /轨道系统中各部件的振动加速度及位移变化规律.研究结果表明,该方法不但可行,而且具有其它传统方法无可比拟的优越性. 展开更多
关键词 机车车辆 轨道系统 动力学分析 垂向 多刚体系统动力学 参数二次规划法 有限元分析模型 轮轨接触关系 轨道不平顺 相互作用力 振动加速度 研究方法 耦合振动 有限元法 接触刚度 耦合系统 振动方程 积分算法 研究结果 变化规律
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城市轨道交通车辆门系统传动部件动力学仿真研究 被引量:1
15
作者 严俊 许秀锋 《城市轨道交通研究》 北大核心 2021年第5期97-100,共4页
基于多体动力学软件RecurDyn的仿真分析功能,对城市轨道交通门系统传动部件进行了研究。首先搭建了门系统动力学模型,模拟手动关门过程对模型参数进行验证;然后对开关门过程进行仿真,得到门系统运动各阶段丝杆所受扭矩;最后建立螺母副... 基于多体动力学软件RecurDyn的仿真分析功能,对城市轨道交通门系统传动部件进行了研究。首先搭建了门系统动力学模型,模拟手动关门过程对模型参数进行验证;然后对开关门过程进行仿真,得到门系统运动各阶段丝杆所受扭矩;最后建立螺母副有限元模型,对开关门过程中主要传动零部件的强度进行校核。 展开更多
关键词 城市轨道交通车辆 传动部件 动力学仿真 有限元分析 强度校核
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新型中低速磁浮车辆动力学特性分析 被引量:2
16
作者 刘雨霏 左飞飞 +2 位作者 张敏 马卫华 王爱彬 《机车电传动》 2024年第1期64-70,共7页
针对一种速度160 km/h新型中低速磁浮悬浮架,文章运用SIMPACK多体动力学软件建立了车辆的动力学模型,分析了该悬浮架在直线以及曲线工况下的动力学特性。结果表明,直线运行工况下车辆速度可以达到160 km/h,悬浮间隙、车体振动加速度等... 针对一种速度160 km/h新型中低速磁浮悬浮架,文章运用SIMPACK多体动力学软件建立了车辆的动力学模型,分析了该悬浮架在直线以及曲线工况下的动力学特性。结果表明,直线运行工况下车辆速度可以达到160 km/h,悬浮间隙、车体振动加速度等指标均符合要求,但在120 km/h时车辆各项指标有所恶化,为减小车体共振影响,对车体振动加速度进行了频率分析并给出优化建议。在曲线工况下,车辆的导向力、空簧横向位移及滑台位移等指标均在正常范围。研究结果证明新型中低速磁浮车辆的动力学性能符合要求,相关动力学结果可为新型悬浮架后续研究及工程化提供数据支持。 展开更多
关键词 中低速磁浮车辆 悬浮架结构 动力学 车体振动 城市轨道交通
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车辆轨道耦合动力学理论在现代机车车辆设计中的应用实践 被引量:9
17
作者 翟婉明 王开云 +2 位作者 杨永林 孟宏 封全保 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期24-30,共7页
介绍了车辆 轨道耦合动力学理论在新型机车车辆研制中的最新应用情况,包括在200km/h"天梭号"高速机车设计、170km/hSS7E型提速客运电力机车改进设计,以及120km/h提速货运电力机车研制中的应用实践。文章着重从提高高速机车蛇... 介绍了车辆 轨道耦合动力学理论在新型机车车辆研制中的最新应用情况,包括在200km/h"天梭号"高速机车设计、170km/hSS7E型提速客运电力机车改进设计,以及120km/h提速货运电力机车研制中的应用实践。文章着重从提高高速机车蛇行运动稳定性、改进SS7E型客运机车横向动力性能以及降低提速货运机车轮轨动力作用等方面进行了详细论述。结果表明,车辆 轨道耦合动力学理论在现代铁路机车车辆研制中取得了显著成效,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 机车 车辆 设计 车辆轨道耦合动力学 应用
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机车车辆在轨道上运行的动力学可视仿真 被引量:10
18
作者 丁国富 翟婉明 王开云 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期14-17,共4页
机车车辆在轨道上运行是一个动力学过程 ,也是一个运动学过程。本文在数值计算的基础上 ,结合 3维建模研究 ,提出了基于线路函数的动画关键帧车辆运动可视再现方法 ,研究了具体的线路插值方法 ,数据标识和关键帧的生成等。最后 ,在开发... 机车车辆在轨道上运行是一个动力学过程 ,也是一个运动学过程。本文在数值计算的基础上 ,结合 3维建模研究 ,提出了基于线路函数的动画关键帧车辆运动可视再现方法 ,研究了具体的线路插值方法 ,数据标识和关键帧的生成等。最后 ,在开发的仿真平台上运行 ,取得了较好的效果。 展开更多
关键词 机车车辆 轨道 运行 动力学 车辆/轨道耦合动力学 计算机仿真 可视化 计算机动画 数值计算 线路插值
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轨道板侧裂纹对车辆-轨道动力性能的影响研究
19
作者 王瑶 和振兴 《高速铁路技术》 2025年第1期55-62,共8页
板式无砟轨道在我国高速铁路中得到了广泛应用,在长期列车动荷载与环境等因素共同作用下,轨道板结构不可避免地发生疲劳、结构裂化等损伤情境,从而影响其使用寿命和耐久性,增大养护维修成本。为研究高速列车荷载作用下,具有侧裂纹的轨... 板式无砟轨道在我国高速铁路中得到了广泛应用,在长期列车动荷载与环境等因素共同作用下,轨道板结构不可避免地发生疲劳、结构裂化等损伤情境,从而影响其使用寿命和耐久性,增大养护维修成本。为研究高速列车荷载作用下,具有侧裂纹的轨道板对车辆-轨道系统动力学性能的影响,本文基于MATLAB-ABAQUS联合仿真技术建立了车辆-轨道空间耦合动力学模型。模型中包含:考虑为多刚体系统的列车模型,采用无限长点支撑Euler梁模拟的钢轨模型,和考虑面内、面外柔性振动的含侧裂纹的轨道板模型。本文通过对比分析有无侧裂纹的轨道板对整个系统动态响应的差异,探讨了不同运行速度对裂纹板动力性能的影响。研究结果表明:侧裂纹的存在会增大轨道板裂纹附近垂向和横向的动力响应,尤其是对其横向加速度影响最显著,最大分别增大16.65%和90.60%;列车速度与轨道板振动密切相关,列车速度的提高将进一步加剧轨道板裂纹处的振动,在长期列车动荷载作用下增加了裂纹进一步扩展的风险,给轨道板结构稳定性带来挑战。本研究可为高速铁路轨道的养护维修提供理论依据。 展开更多
关键词 高速铁路 无砟轨道 侧裂纹 车辆-轨道耦合动力学 联合仿真技术
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车辆在非光滑路面的接触动力学分析方法研究 被引量:1
20
作者 宋宁宁 赵剑 +2 位作者 公爵 李琳辉 彭海军 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1762-1774,共13页
车辆接触动力学研究有助于更加全面地了解整车力学性能,对整车稳定性和座舱舒适性设计具有指导性作用.文章基于非光滑多体系统理论,对车辆系统展开接触动力学研究.考虑到车辆在行驶过程中,轮胎是与地面接触的唯一部件,轮胎动力学模型对... 车辆接触动力学研究有助于更加全面地了解整车力学性能,对整车稳定性和座舱舒适性设计具有指导性作用.文章基于非光滑多体系统理论,对车辆系统展开接触动力学研究.考虑到车辆在行驶过程中,轮胎是与地面接触的唯一部件,轮胎动力学模型对整车动力学分析发挥着重要的作用.首先,借助于张拉整体结构的思想,建立轮胎的等效模型.然后,采用拉格朗日乘子方法,将约束方程引入到拉格朗日函数中,并基于第二类拉格朗日方程,推导得到整车系统的一般动力学方程.由于接触碰撞的存在,会导致车辆的状态变量呈现出非连续性.利用牛顿碰撞定律,建立了碰撞响应的非光滑数学列式,并利用光滑化的Fischer-Burmeister函数将非光滑数学列式进行等效替换,以提高计算效率.其次,将摩擦响应的求解转化为优化问题进行描述,以避免求解摩擦方向时出现奇异.另外,将车辆系统的一般动力学模型分解为光滑部分与非光滑部分进行求解,并利用广义α离散策略给出了详细的求解流程.最后,对整车系统展开了多工况的接触碰撞数值仿真,分析了不同工况下的接触响应对整车动力学性能的影响,验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 车辆多体系统动力学 轮胎建模 碰撞 摩擦 非光滑接触
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