基于能量坐標(biāo)系的輪對運動穩(wěn)定性研究.pdf

1、高速鐵路具有運輸能力大、消耗能量低、安全性能高、等眾多優(yōu)點，在國內(nèi)外得到了飛速的發(fā)展。我國也一直投入大量人力、物力、財力，特別是“一帶一路”政策的提出，對我國高速鐵路“走出去”具有戰(zhàn)略意義。
　　但是隨著列車運行的速度不斷提高，車輛的各方面性能都被提出了更高的要求，其中車輛的橫向運動穩(wěn)定性是一個非常重要的問題，蛇行失穩(wěn)是鐵道車輛特有的現(xiàn)象，又是橫向運動穩(wěn)定性問題的關(guān)鍵所在，如何求解蛇行失穩(wěn)的臨界速度則是這一系列問題中最關(guān)鍵的部分。

2、
　　如何確定車輛的臨界速度，國內(nèi)外學(xué)者的研究還是從線性的模型出發(fā)的，特別在理論推導(dǎo)方面，考慮參數(shù)非線性特性的相關(guān)研究很少。
　　所以本文基于能量坐標(biāo)系研究橫向運動穩(wěn)定性問題，建立了能量坐標(biāo)系，推導(dǎo)出能量坐標(biāo)變換公式，求解輪對運動方程的臨界速度。主要工作有:
　　(1)本文建立了能量坐標(biāo)系，并且推導(dǎo)出了相平面坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為能量坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換公式，進(jìn)一步導(dǎo)出穩(wěn)定性相關(guān)的判據(jù)。
　　(2)在相平面坐標(biāo)系下推導(dǎo)輪對運動

3、方程，并轉(zhuǎn)換為能量坐標(biāo)系的輪對運動方程。
　　(3)將輪對運動方程代入到新建立的能量坐標(biāo)系里，推導(dǎo)出能量坐標(biāo)變換公式，推導(dǎo)出臨界速度的表達(dá)式，并且與Routh-Hurwitz準(zhǔn)則求出的臨界速度進(jìn)行對比。結(jié)果表明兩則之間的計算結(jié)果基本吻合，說明基于能量法計算輪對蛇行失穩(wěn)臨界速度的正確性。
　　(4)考慮參數(shù)的非線性特性對輪對臨界速度的影響，將錐度分為三種不同的類型，分別為錐度隨著橫移量增大、不變、變小。研究這三種情況式對輪對臨