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轮对非线性动力学系统蛇行运动的解析解

力学学报 2022年第7期54卷 1807-1819页

作者：史禾慕曾晓辉吴晗中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

在对铁路车辆系统的极限环幅值和非线性临界速度进行分析时通常采用数值方法,不便于研究其随系统参数的变化规律.轮对系统保留了影响车辆系统动力学性能的几个关键要素:如轮轨几何非线性约束、轮轨接触蠕滑关系和悬挂系统等,可以反映铁... 详细信息

在对铁路车辆系统的极限环幅值和非线性临界速度进行分析时通常采用数值方法,不便于研究其随系统参数的变化规律.轮对系统保留了影响车辆系统动力学性能的几个关键要素:如轮轨几何非线性约束、轮轨接触蠕滑关系和悬挂系统等,可以反映铁路车辆系统蛇行运动的本质特性.轮对系统自由度少、参数少,可以采用解析方法进行分析.本文选取合适的特征量把轮对非线性动力学方程无量纲化,得到了带有小参数的两自由度微分方程;采用多尺度方法对该方程进行了解析求解;给出了轮对系统极限环幅值的解析表达式并对其稳定性进行了判定;给出了轮对系统的分岔速度解析表达式,并进而获得系统的非线性临界速度的解析表达式.在对得到的解析解用数值结果进行验证后,用得到的解析解进行了系统参数影响分析.传统的分岔图计算方法(如降速法、路径跟踪法等)需对微分方程进行大量数值积分计算方可求解系统的非线性临界速度值,而通过本文获得的解析表达式可直接给出系统的非线性临界速度值和极限环幅值,便于研究轮对系统动力学特性随参数的变化规律,进行快速方案比对和筛选,为转向架结构优化设计提供参考.

关键词：轮对动力学多尺度法解析解极限环非线性临界速度

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轮轨噪声预测模型研究进展

交通运输工程学报 2021年第3期21卷 20-38页

作者：圣小珍成功 THOMPSON D J 葛帅上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海工程技术大学上海市轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 南安普敦大学声与振动研究所汉普郡南安普敦SO171BJ

从轮对振动声辐射预测模型、轨道结构振动声辐射预测模型与轮轨相互作用预测模型等方面,总结了轮轨噪声预测模型的研究进展,阐述了主要的建模方法及其特点,给出了一些典型结果,并提出了需要进一步研究的问题。研究结果表明:在建立轮对... 详细信息

从轮对振动声辐射预测模型、轨道结构振动声辐射预测模型与轮轨相互作用预测模型等方面,总结了轮轨噪声预测模型的研究进展,阐述了主要的建模方法及其特点,给出了一些典型结果,并提出了需要进一步研究的问题。研究结果表明:在建立轮对在给定简谐轮轨力作用下的振动声辐射预测模型时,可以将轮对简化为轴对称弹性体,轮对的振动响应通过一个2维的结构有限元模型来预测,而它的声辐射则通过一个2维的声学边界元模型来确定,这样的建模方法可以全面且方便地考虑轮对旋转所带来的陀螺效应和移动荷载效应;在建立轨道结构在给定的简谐轮轨力作用下的振动声辐射预测模型时,可以将轨道结构简化为无限长周期结构,轨道结构的振动响应通过周期结构理论来分析,而它的声辐射则应用2.5维声学边界元来预测,这样的建模方法可以方便地考虑轮轨力沿轨道的高速移动并大大简化声辐射的计算;在建立轮轨相互作用预测模型时,可以利用轮对和钢轨在轮轨接触点处的频率响应函数或脉冲响应函数,这样的建模方法只以轮轨力为未知量,不但使得相应的微分方程或积分方程未知量少,而且完全考虑了轮对的旋转及沿轨道的移动;轮轨噪声预测还需研究的问题包括高速列车轮对的声辐射、高速轨道相对车体的声辐射、地下铁路轮轨噪声,以及包含降噪措施的轮轨噪声预测模型等。

关键词：轮轨噪声轮对动力学轨道动力学轮轨相互作用 2.5维有限元法 2.5维边界元法

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车辆动态曲线通过的轨道几何约束

铁道学报 1999年第1期21卷 23-26页

作者：舒兴高铁道部科学研究院机车车辆研究所

在铁道车辆曲线通过时，推导出轮对所在轨道坐标系相对轨道动坐标系的几何约束关系，并通过两个动态曲线通过算例对理论推导的结果作了验证，为开发通用车辆动力学仿真软件提供了轨道约束单元。

关键词：轮对动力学曲线通过列车车辆动力学

高速铁路轮轨噪声预测方法、特性规律及控制措施

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中国铁路 2022年第8期 103-117页

作者：圣小珍葛帅成功钟硕乔上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海工程技术大学上海市轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620 华东交通大学交通运输工程学院江西南昌330013

基于轮轨相互作用原理和振动声辐射理论,阐述轮轨噪声发声机理。根据轮轨噪声发声机理,阐述轮轨噪声预测流程及涉及到的轮轨粗糙度、旋转轮对和无限长周期轨道结构声振特性、轮轨力特性以及它们的计算方法。结合现场测试数据和模型预测... 详细信息

基于轮轨相互作用原理和振动声辐射理论,阐述轮轨噪声发声机理。根据轮轨噪声发声机理,阐述轮轨噪声预测流程及涉及到的轮轨粗糙度、旋转轮对和无限长周期轨道结构声振特性、轮轨力特性以及它们的计算方法。结合现场测试数据和模型预测结果,揭示轮轨噪声特性规律、影响因素以及常用轮轨噪声控制措施。在阐述上述内容的同时,提出需要进一步深入研究的问题。

关键词：高速铁路通过噪声轮轨噪声轮对动力学轨道动力学