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轨道不平顺作用下高速列车运行舒适性分析
| 论文题名： | 轨道不平顺作用下高速列车运行舒适性分析 |
| 关键词： | 高速列车;运行舒适性;虚拟激励法;随机振动;车轨耦合系统 |
| 摘要： | 高速铁路因其具有速度快、能效比高、安全可靠等优点，在世界各国的交通运输中得到了广泛应用和迅速发展。随着高速列车运行速度的不断提高，轨道不平顺的激扰频率增加，车辆与轨道相互作用也显著增强;另一方面，通过对车体结构优化和新型材料使用，车体结构轻量化已成为高速列车技术发展的重要趋势。考虑轨道不平顺作用下弹性车体的随机振动对于列车运行的平稳性和舒适性就显得尤为重要。对于实际列车系统，由于车辆—轨道耦合系统内部相互作用的复杂性，轨道不平顺激励的不确定性以及传统随机振动分析方法的低效性等复杂因素的影响，就目前而言进行较为精确的高速列车运行舒适性分析仍然具有极大的挑战性。 在上述背景下，本文针对大型有限元车辆—轨道耦合系统刚柔混合模型，建立了高速列车弹性车体运行舒适性分析的虚拟激励-辛方法。将轨道视为无穷长周期链式结构，采用辛数学方法建立了低自由度的轨道动力学运动方程，有效解决了有限长轨道结构边界效应对系统动力响应的影响;利用密贴接触理论进行刚-柔耦合车辆动力学方程与轨道动力学方程耦合;进一步应用虚拟激励原理将轨道不平顺转化为一系列虚拟的简谐轨道不平顺，将随机振动问题转化为稳态响应求解问题，并应用简谐波在周期子结构链传播的辛数学理论，最终建立了列车弹性车体运行舒适性分析的高效分析方法。数值算例应用本文所建立的方法，基于Sperling方法，GB5599-85标准，TB/T2630-93标准，ISO2631-1标准及UIC513标准对高速列车进行了舒适度分析，并对模态截取阶数、车速、轨道不平顺等因素对舒适度的影响进行了讨论，这些工作对考虑车辆—轨道耦合作用的高速列车运行舒适性分析及列车动力学系统参数优化提供了有效的参考信息。 |
| 作者： | 谢齐 |
| 专业： | 计算力学 |
| 导师： | 林家浩;赵岩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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