非光滑系統(tǒng)的動力學(xué)及其在車輛工程中的應(yīng)用.pdf

1、機械系統(tǒng)中存在許多非光滑因素,間隙的存在導(dǎo)致系統(tǒng)具有不連續(xù)性和強非線性,使得系統(tǒng)存在復(fù)雜的動力學(xué)行為,因此研究非光滑系統(tǒng)的動力學(xué)行為具有實際意義。同時伴隨著我國高速重載鐵路的快速發(fā)展,車輛系統(tǒng)動力學(xué)問題阻礙了鐵道車輛的發(fā)展,最突出的是輪軌碰撞問題,直接影響到列車允許的臨界速度,而且影響到列車的運動穩(wěn)定性和運行平穩(wěn)性,高速車輛動力學(xué)性能的提高,給鐵路工作者提出了一系列的研究課題。
　　輪軌碰撞系統(tǒng)可考慮為一類雙自由度含雙側(cè)剛性約束的

2、碰撞振動系統(tǒng),軌道車輛的輪對與鋼軌又是一類典型的含間隙系統(tǒng)。本文建立了含間隙和變剛度彈簧兩自由度碰撞振動系統(tǒng)模型、兩自由度含間隙和干摩擦碰撞振動系統(tǒng)模型,通過選擇合適的參數(shù),應(yīng)用數(shù)值仿真模擬了碰撞振動系統(tǒng)的穩(wěn)定性與分岔,揭示了系統(tǒng)的混沌的轉(zhuǎn)遷過程。通過研究可以為輪軌碰撞動力學(xué)研究提供理論依據(jù)。
　　針對輪軌碰撞動力學(xué)問題開展了深入研究,基于現(xiàn)代車輛-軌道耦合動力學(xué)理論,運用現(xiàn)代非線性動力學(xué)的分析方法,重點推導(dǎo)了輪軌間存在的非線性因

3、素,其中主要是輪軌間蠕滑率的推導(dǎo)和蠕滑力的非線性折算,選取不同的數(shù)學(xué)描述,分別建立了兩個輪軌剛性碰撞模型,在建模過程中將軌道考慮為剛性。采用四階Runge-Kutta數(shù)值方法分析了輪軌碰撞的分岔與混沌行為,對該輪軌碰撞系統(tǒng)運行的動力學(xué)形態(tài)問題展開具體分析,在分析中可以得出在不同速度下的輪對運動穩(wěn)定與分岔情況,包括周期運動、不對稱周期軌道運動、叉式分岔、倍周期分岔和混沌等運動狀態(tài)。并且在分析中找出了穩(wěn)定和不穩(wěn)定階段的速度區(qū)間,得到每一個分