軌道不平順激勵(lì)下車輛—軌道空間耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析.pdf

1、軌道不平順是引起車輛-軌道耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的主要原因。隨著我國高速、重載鐵路的迅速發(fā)展，列車運(yùn)行速度的大幅度提高，使得輪軌之間的相互作用大大增強(qiáng)，軌道不平順對輪軌系統(tǒng)相互作用的影響日趨顯著。研究軌道不平順作用下車輛-軌道空間耦合系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)對于確保鐵路車輛運(yùn)營中的平穩(wěn)性，安全性具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文基于車輛.軌道系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)原理，建立了車輛.軌道空間耦合動(dòng)力學(xué)模型，并以軌道隨機(jī)不平順作為耦合模型的輸入激勵(lì)。通過

2、求解輪軌空間動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系得到輪軌相互作用力；采用數(shù)值積分方法求解車輛-軌道空間耦合動(dòng)力學(xué)方程，得到車輛-軌道空間耦合系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。
　　在確立系統(tǒng)研究方案的基礎(chǔ)上，論文首先建立了車輛-軌道空間耦合動(dòng)力學(xué)模型，根據(jù)達(dá)朗貝爾原理，詳細(xì)地推導(dǎo)了車輛、鋼軌以及軌下各部分參振質(zhì)量的振動(dòng)方程。采用逆傅里葉變換的方法對軌道不平順功率譜進(jìn)行數(shù)值仿真，得到不平順時(shí)域樣本，從而建立線路的激勵(lì)模型。針對輪軌相互作用力的求解，通過建立輪軌空間動(dòng)態(tài)耦合

3、模型，計(jì)算輪軌動(dòng)態(tài)接觸幾何關(guān)系，從而得到輪軌相對運(yùn)動(dòng)時(shí)的接觸幾何參數(shù)。代入車輛.軌道運(yùn)動(dòng)參數(shù)，采用Herz非線性彈性接觸理論可得到輪軌法向力；利用Kalker線性蠕滑理論計(jì)算出輪軌蠕滑率及蠕滑力，然后采用Shen-Hedrick-Elkins理論對蠕滑力進(jìn)行非線性修正。
　　對于車輛-軌道空間耦合動(dòng)力學(xué)方程這一大型強(qiáng)非線性動(dòng)力學(xué)方程的求解，采用了將Newmark隱式法與新型數(shù)值積分法結(jié)合的Newmark預(yù)測-校正積分法。利用增量方