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原文传递车辆系统非线性动力学问题研究

论文题名：	车辆系统非线性动力学问题研究
关键词：	车辆;延续算法;有限差分法;Hopf分叉;稳态解;周期解
摘要：	铁道车辆系统动力学研究已经有相当长的历史了,但真正系统有效的工作却是在计算机和计算数学飞速发展的20世纪60年代以后.常规的铁道车辆系统动力学研究虽然有其自身的特色,但仍属于多体系统动力学的具体应用,是多体系统动力学的一个富有生命力的工程应用领域,是一个发展迅速的分支.本文是在常规铁道车辆系统动力学基础之上寻求其它的方法.对于稳态问题本文在Newton-Raphson方法的基础上,引入参数,采用参数延续算法DERPAR来计算车辆系统随参数变化的稳态解.对于车辆系统中存在的周期运动,本文则采用有限差分方法将周期解离散,同时引入参数,用延续算法计算车辆系统周期解对参数的依赖关系.本文采用Newton-Euler方法建立车辆系统动力学模型,引入延续算法,进行车辆系统稳态解和周期解的延续计算,得到了车辆系统性能随车辆系统参数变化的大范围的解图,为车辆系统的参数研究和动力学分析计算提供了新的手段.延续算法是计算含参数代数方程组的解与参数依赖关系并克服了系统奇异性影响的一种算法,是上世纪70年代发展并完善起来的,在很多领域得到了应用,但在机车车辆动力学研究领域的应用却不多见.本文将延续算法引入车辆系统动力学计算领域,丰富了延续算法的应用.客车在整车滚动振动试验台上的稳定性试验的结果显示系统会随着运行速度的提高出现蛇行,随着运行速度的变化轮对横移运动等的幅值会产生跳跃和跌落现象.该试验车辆的理论分析得出了该车周期解随车辆运行速度变化的解图.解图中周期解开始出现的速度对应着蛇行的出现,解图中在周期解小幅值和大幅值时分别有一个转折点(极限点),它们分别对应着幅值跳跃和跌落的速度.车辆在试验中表现出的行为和其延续计算的解图有着定性的对应关系.通过试验验证了车辆系统周期解的延续计算结果可以定性地反映车辆系统的蛇行运动稳定性行为.
作者：	吕可维
专业：	载运工具运用工程
导师：	沈志云
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2004
正文语种：	中文