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基于MATLAB的车辆轮轨力数值研究
| 论文题名： | 基于MATLAB的车辆轮轨力数值研究 |
| 关键词： | 高速铁路;列车运行;耦合振动;轮轨关系 |
| 摘要： | 众所周知，随着“一带一路”政策的正确引导，我国高铁的运营里程不断刷新。高铁已成功地走出中国，迈向国际市场。所以，为了加大铁路运输的运能，合理缩减运营成本，增强市场竞争优势，高铁提速已是必趋之势。然而，伴随着这种大环境，装配式桥梁结构在铁路线路中的大量使用，铁路车桥耦合振动问题的研究就显得越来越刻不容缓。为了有效评估线路中既有桥梁的运行状态，全面合理地优化设计新建桥梁，分析有列车过桥的车桥耦合振动问题十分必要。列车沿轨道运行时，轮轨起着关键性的作用。轮对在沿着钢轨滚动的接触过程中，不仅承受着较大的载荷，还起到列车的牵引、制动和导向等重要作用。它们之间的作用行为直接影响着列车的运动稳定性和安全。轮轨滚动接触行为和很多因素有关，如轮轨接触表面状态、材料、环境、运动行为和轮轨的几何型面等。所以，轮轨滚动接触是十分复杂的问题。为了确保高速、重载、运输安全，进一步提高运输质量，必须深入细致的研究轮对与轨道的相互作用，而轮轨几何关系的确立则是首要解决的复杂课题。而在这过程中，弄清楚轮轨之间的耦合关系，并求得精确的轮轨力数值解，是解决轮轨关系问题的必要条件。计算机仿真是一种比较有效和经济的方法。 本文运用车辆、桥梁耦合大系统的思想，建立了机车轮轨间的接触模型。借助数值仿真的思想及数学工具矩阵实验室（Matlab），并根据该模型的特点自主编程。重点研究了轮轨接触几何关系，轮轨之间垂向、横向相互作用力。给出了垂向Hertz非线性弹性接触力和横向Kalker蠕滑理论的推导过程。并着重介绍以迹线法为理论基础，整合耦合振动过程中所需的轮轨接触几何参数及我国标准轮轨互相配合的一些数据、轮轨刚性滚动接触过程中轮轨接触点坐标、接触角、侧滚角等作为边界条件，并利用Matlab的数值处理能力来求解蠕滑率及蠕滑力等等。 |
| 作者： | 陆亚平 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 陈锐林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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