車輛—軌道耦合系統(tǒng)隨機振動分析.pdf

1、西南交通大學(xué)博士學(xué)位論文車輛—軌道耦合系統(tǒng)隨機振動分析姓名：陳果申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：車輛工程指導(dǎo)教師：翟婉明2000.4.1摘要態(tài)接觸幾何程序巧妙配合，簡潔地獲得每時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算分開，避免了輪軌法向力的迭代求解。該求解方法不僅計算速度迅速而且可以準確計算輪軌瞬時脫離的情形，因而較傳統(tǒng)車輛動力學(xué)的求解方法更為完善簡捷。在輪軌蠕滑力模型中，首先按Kalker線性理論確定蠕

2、滑力，然后再按Johnson—Vermulen方法進行非線性修正。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速度的影響。4本文從三方面驗證了車輛軌道垂橫耦合模型及其求解方法正確性。首先與國際著名軟件NUCARS和SIMPACK進行了仿真計算比較；其次與三大線路試驗進行了對比；最后分別利用單一垂向耦合模型和集垂向和橫向為一體的垂橫耦合模型，比較了它們所求解的車輛和軌道系統(tǒng)的垂向隨機響應(yīng)。三方面的驗證結(jié)果表明了

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

4、的影響規(guī)律。6高速鐵路行車安全是一個非常重要的問題，國外高速鐵路的運營經(jīng)驗表明，只要對軌道不平順進行良好的管理，在普通軌道上可以達到相當高的運行速度。本論文針對長春客車廠生產(chǎn)的250krrdh高速客車，在同時考慮多種波長并存的情況下，對高速鐵路軌道不平順的安全限值進行了研究。7針對鐵道部科學(xué)研究院提出的我國干線軌道不平順功率譜【841，通過仿真計算，比較了在我國干線軌道譜和幾種典型的國外軌道譜的激振下，車輛動力響應(yīng)的差別，從而弄清我國干