基于多參數(shù)仿真的鐵路貨車蛇形運(yùn)動與分岔特性研究.pdf

1、首先，本文建立了具有8自由度的快速貨車轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)模型，具有24自由度的三大件式轉(zhuǎn)向架貨車整車系統(tǒng)模型。
　　在此基礎(chǔ)上，結(jié)合車輛-軌道動力學(xué)的觀點(diǎn)，應(yīng)用非線性動力學(xué)的研究方法，在系統(tǒng)運(yùn)動微分方程的基礎(chǔ)上，應(yīng)用4階變步長的Runge-Kutta法進(jìn)行數(shù)值積分。在研究過程中采用了，雙參數(shù)分岔圖、單參數(shù)分岔圖、相圖、映射圖、時(shí)間歷程圖，研究了系統(tǒng)的分岔特性，系統(tǒng)參數(shù)對于系統(tǒng)的動態(tài)影響。
　　在快速貨車轉(zhuǎn)向架的研究中，分別研究了直線

2、軌道和曲線軌道兩種軌道狀況。在兩種軌道狀況下分別研究了新輪階段和磨耗穩(wěn)定階段兩種工況。在每種工況下首先研究了基準(zhǔn)參數(shù)下的分岔特性，在低于臨界速度運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)會逐漸回到平衡位置，從而保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行速度進(jìn)一步提高，輪對和軌道發(fā)生碰撞運(yùn)動，進(jìn)入周期碰撞運(yùn)動。在基礎(chǔ)參數(shù)的研究中，發(fā)現(xiàn)一位輪對最能代表系統(tǒng)的運(yùn)動特性，從而在雙參數(shù)研究主要針對一位輪對展開研究。之后采用同時(shí)變化系統(tǒng)運(yùn)動速度v和系統(tǒng)中某一關(guān)鍵參數(shù)的方法，即雙參數(shù)分岔圖，

3、來研究系統(tǒng)參數(shù)對于系統(tǒng)的動態(tài)影響。這些關(guān)鍵參數(shù)包括，踏面斜率，新輪為λ=0.056，磨耗穩(wěn)定階段為λ=0.15，其他在雙參數(shù)研究中重要參數(shù)為:一系縱向剛度Kpx;一系橫向剛度Kpy;二系剛度Ksx/Ksy;輪軌間摩擦系數(shù)μ;曲線軌道半徑R。在雙參數(shù)分岔圖的基礎(chǔ)上，可以得出系統(tǒng)參數(shù)對于系統(tǒng)臨界速度的影響，可以得到各運(yùn)動狀態(tài)的分布區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化，即使得快速貨車轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)將簡單的周期碰撞運(yùn)動狀態(tài)保持到較高的速度值。
　　在三大件

4、式轉(zhuǎn)向架貨車整車系統(tǒng)的研究中，系統(tǒng)存在大量的干摩擦減震元件，從而使得系統(tǒng)具有豐富的非線性特性，與此同時(shí)也會在數(shù)值模擬時(shí)出現(xiàn)巨大的運(yùn)算量。由于雙參數(shù)分岔圖的原理實(shí)際是由眾多的分岔圖大數(shù)據(jù)篩選而來，故巨大的運(yùn)算量使得此處要進(jìn)行雙參數(shù)分析變的很困難。本文中只研究基準(zhǔn)參數(shù)下，新輪階段和磨耗穩(wěn)定階段兩種工況下的系統(tǒng)分岔特性，研究了低于臨界速度時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)，研究了系統(tǒng)在通向混沌運(yùn)動狀態(tài)前的各運(yùn)動狀態(tài)，在三大件式轉(zhuǎn)向架貨車整車系統(tǒng)中，系統(tǒng)的分岔主要是