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原文传递转向架横向动力学分析

论文题名：	转向架横向动力学分析
关键词：	轨道车辆系统;转向架;横向稳定性;非线性动力学
摘要：	对于轨道车辆系统,系统的运行速度存在一临界速度,更高的速度会加剧轮轨间的激扰频率,产生横向震荡,甚至出现蛇行运动。为车辆的安全运行带来极大隐患。提升轨道车辆的横向稳定性、提高车辆系统的临界速度尤为重要。为此,本文研究随机扰动下轨道车辆系统中的部分的非线性动力学问题。　　1、以Cooperrider转向架模型为研究对象(七个自由度),包括1个包括前后两轮对、1个构架和一二系悬挂的多刚体动力学系统。建立了该转向架系统的数值模型;基于Hopf分岔理论与稳定性理论,讨论了分段线性轮缘力,二系非线性横向弹簧、二系非线性扭转弹簧等非线性因素对系统振动响应的影响。数值模拟的结果表明,选择合理的非线性参数对系统的Hopf分岔类型与极限环幅值有重要影响。　　2、车辆-轨道振动系统中,轨道不平顺直接影响轮对与轨道结构间的相互作用,加剧它们的振动,从而降低列车运行的舒适性和安全性,是最主要的激扰来源。为研究轨道不平顺对列车横向振动的影响,模拟了轨道不平顺样本,讨论了加载轨道方向不平顺激扰的转向架系统振动响应,分析了转向架系统的振动位移响应、相图及概率密度函数等。研究结果表明,随机扰动能够诱导Hopf分岔提前,从而降低了列车运行的临界速度,不仅降低了轨道车辆的运行品质,甚至可能引发安全事故。　　3、车辆运行中,轮缘力将直接影响着轮对,强烈影响着系统的振动特性,而轮缘力是一个分段线性的非线性力,需要对此类分段线性系统进行单独的振动特性分析。本文建立了一类典型的含间隙的单自由度分段线性系统,基于平均法理论和约束分岔理论,通过计算得到系统的幅频响应方程、转迁集和庞加莱分岔图;然后利用奇异性分析方法研究系统的分岔类型,研究其振动响应;最后对该系统进行减振效果分析。
作者：	雷娜
专业：	一般力学与力学基础
导师：	吴志强
授予学位：	硕士
授予学位单位：	天津大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文