車(chē)輛—軌道耦合系統(tǒng)隨機(jī)振動(dòng)分析.pdf

1、西南交通大學(xué)博士學(xué)位論文車(chē)輛—軌道耦合系統(tǒng)隨機(jī)振動(dòng)分析姓名：陳果申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：車(chē)輛工程指導(dǎo)教師：翟婉明2000.4.1摘要態(tài)接觸幾何程序巧妙配合，簡(jiǎn)潔地獲得每時(shí)刻左右輪軌法向壓縮量，從而快速求取了輪軌法向力，使輪軌法向力和切向蠕滑力的計(jì)算分開(kāi)，避免了輪軌法向力的迭代求解。該求解方法不僅計(jì)算速度迅速而且可以準(zhǔn)確計(jì)算輪軌瞬時(shí)脫離的情形，因而較傳統(tǒng)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的求解方法更為完善簡(jiǎn)捷。在輪軌蠕滑力模型中，首先按Kalker線(xiàn)性理論確定蠕

2、滑力，然后再按Johnson—Vermulen方法進(jìn)行非線(xiàn)性修正。在縱向、橫向和自旋蠕滑率的求解中，充分考慮了軌道不平順變化速度和鋼軌振動(dòng)速度的影響。4本文從三方面驗(yàn)證了車(chē)輛軌道垂橫耦合模型及其求解方法正確性。首先與國(guó)際著名軟件NUCARS和SIMPACK進(jìn)行了仿真計(jì)算比較；其次與三大線(xiàn)路試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比；最后分別利用單一垂向耦合模型和集垂向和橫向?yàn)橐惑w的垂橫耦合模型，比較了它們所求解的車(chē)輛和軌道系統(tǒng)的垂向隨機(jī)響應(yīng)。三方面的驗(yàn)證結(jié)果表明了

3、車(chē)輛軌道垂橫耦合模型及其求解方法是正確合理的，從而為車(chē)輛一軌道垂橫耦合模型的運(yùn)用奠定了基礎(chǔ)。5由于在車(chē)輛一軌道垂模耦合模型中考慮了眾多非線(xiàn)性因素，所以進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析時(shí)，唯一有效的方法就是時(shí)域數(shù)值積分法，即將軌道不平順時(shí)域樣本從輪軌界面輸入系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)值積分即可獲取系統(tǒng)隨機(jī)響應(yīng)時(shí)間歷程，再通過(guò)周期圖法便可獲取隨機(jī)響應(yīng)功率譜。本文詳細(xì)比較了車(chē)輛和軌道垂向和橫向隨機(jī)振動(dòng)特性，并且分析了軌道高低、水平、方向和軌距不平順對(duì)車(chē)輛和軌道橫向隨機(jī)響應(yīng)

4、的影響規(guī)律。6高速鐵路行車(chē)安全是一個(gè)非常重要的問(wèn)題，國(guó)外高速鐵路的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)表明，只要對(duì)軌道不平順進(jìn)行良好的管理，在普通軌道上可以達(dá)到相當(dāng)高的運(yùn)行速度。本論文針對(duì)長(zhǎng)春客車(chē)廠生產(chǎn)的250krrdh高速客車(chē)，在同時(shí)考慮多種波長(zhǎng)并存的情況下，對(duì)高速鐵路軌道不平順的安全限值進(jìn)行了研究。7針對(duì)鐵道部科學(xué)研究院提出的我國(guó)干線(xiàn)軌道不平順功率譜【841，通過(guò)仿真計(jì)算，比較了在我國(guó)干線(xiàn)軌道譜和幾種典型的國(guó)外軌道譜的激振下，車(chē)輛動(dòng)力響應(yīng)的差別，從而弄清我國(guó)干