含故障參數(shù)的鐵道車輛非線性動(dòng)力學(xué)模型.pdf

1、我國鐵路網(wǎng)基本上是客、貨共線運(yùn)輸?shù)蔫F路網(wǎng)，隨著客運(yùn)速度的提高，貨運(yùn)速度也得到相應(yīng)提高。但貨車提速給貨車安全帶來了嚴(yán)重的隱患。
　　與鐵路客車轉(zhuǎn)向架相比，我國鐵路貨車的轉(zhuǎn)向架非線性結(jié)構(gòu)和環(huán)節(jié)較多，動(dòng)力學(xué)分析模型復(fù)雜，非線性動(dòng)力學(xué)問題突出。在工程實(shí)際運(yùn)用過程中，由于非線性動(dòng)力學(xué)問題而引起的脫軌、傾覆等行車安全性事故較多。貨車提速后各方面的矛盾和問題更加顯著，主要體現(xiàn)為零部件的磨耗加劇、松動(dòng)丟失現(xiàn)象增多，關(guān)鍵部件的裂紋和斷裂事故增多。<

2、br>　　由于輪軌作用力是車輛動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的重要輸入?yún)?shù)，而輪軌關(guān)系十分復(fù)雜，本文采用LM磨耗型踏面與60kg/m鋼軌配合，對(duì)于輪對(duì)根據(jù)其踏面外形進(jìn)行了專門建模。作為算例，研究了懸掛剛度作為故障參數(shù)對(duì)于單一輪對(duì)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的影響。然后，建立了三大件式轉(zhuǎn)向架貨車車輛的整車模型，該模型為多自由度強(qiáng)非線性系統(tǒng)，考慮了39個(gè)自由度，充分考慮了各種非線性因素，包括輪軌接觸幾何關(guān)系非線性、輪軌蠕滑率和蠕滑力非線性、軸箱懸掛非線性、楔塊摩擦減振非線性、抗菱

3、剛度和菱形角位移之間非線性。在研究中采用了我國三大干線軌道譜作為系統(tǒng)激勵(lì)。
　　在模型建立過程中，對(duì)各部件中存在的故障因素進(jìn)行了全面分析，重點(diǎn)研究了二系懸掛減振裝置的磨耗。在此基礎(chǔ)上引入轉(zhuǎn)向架故障參數(shù)，從而建立了一個(gè)含有各種非線性因素和故障參數(shù)的多自由度模型。隨后，運(yùn)用一種高精度預(yù)測(cè)—校正積分方法對(duì)其進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算，在此結(jié)果上考察了轉(zhuǎn)向架的故障參數(shù)對(duì)于車輛系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的影響。
　　通過理論分析和數(shù)值仿真，本研究工作為今后