横向止档对车辆动力学行为的影响研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanson117
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近年来,高速动车组的快速发展使得转向架的研发越来越重要。而横向止档是缓和转向架中枕梁与构架冲击的重要结构之一。为避免动车组转向架与车体有过大的偏移量,在设计转向架时通常设置有横向止档,使得横向止档与车体之间留有一定的间隙。该间隙属于强非线性因素会对车辆的横向动力学行为产生重要的影响,间接影响车辆的运行品质。因此,有必要对车辆横向止档弹性碰撞悬挂系统的非线性动力学特征进行更深入、更细微的探索性研究。其次,全面分析高速动车组车辆含横向止档悬挂系统的非线性动力学行为,对设计横向止档悬挂系统可以提供一定的理论依据。首先,考虑到车辆高速运行受到轨道不平顺的横向激励,建立单自由度动车组车辆含横向止档悬挂系统的力学模型。根据牛顿第二定律建立系统的运动微分方程,求得其分段解析解,建立系统的庞加莱映射,用费洛凯理论探讨系统的稳定性。接着,采用四阶龙格库塔数值积分法进行数值仿真试验。对时间历程图、庞加莱截面图和分岔图进行研究,发现系统通往混沌道路上出现逆倍化分岔跳出混沌的演化路径。最后探讨频率参数对车辆系统的影响,为单自由度车辆横向止档悬挂系统的设计提供理论基础。其次,考虑轮对对系统的影响,建立两自由度车辆含横向止档悬挂系统。根据状态空间法建立系统的运动微分方程,求出分段解析解。通过分析轮对的位移激励对车辆横向止档系统的影响,改变分岔参数的激励频率得到:增加横向止档的阻尼系数,系统的平稳性会更加稳定。接着系统通往混沌的道路上出现Hopf分岔、内依马克-沙克分岔、周期倍化分岔等经典分岔行为。最后,通过分析参数变化对车辆横向止档系统的影响,为两自由度横向止档的设计提供理论依据。最后,在两自由度车辆横向止档悬挂系统的基础上,考虑到车体对车辆悬挂系统的影响,建立三自由度车辆含横向止档悬挂系统。列出系统的运动微分方程,求出分段解析解,利用半解析法进行系统的响应分析。发现三自由度车辆止档系统通向混沌的道路不止一条。最后探讨轮对位移激励频率对动车组车辆系统的影响,为三自由车辆含横向止档悬挂系统的设计提供一定的理论性数据参考。
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