三维车桥耦合系统的非平稳随机振动分析 被引量：4

1

作者 张志超 张亚辉 林家浩 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期151-158,共8页

推导了线性时变系统非平稳随机响应的多维虚拟激励法,研究了三维车桥耦合系统受轨道激励而产生的非平稳随机振动。桥梁模型采用空间Euler梁单元,轨道激励假设为均匀调制多点异相位非平稳随机激励。采用多维虚拟激励法把轨道不平度转化... 推导了线性时变系统非平稳随机响应的多维虚拟激励法,研究了三维车桥耦合系统受轨道激励而产生的非平稳随机振动。桥梁模型采用空间Euler梁单元,轨道激励假设为均匀调制多点异相位非平稳随机激励。采用多维虚拟激励法把轨道不平度转化为一系列简谐不平度的叠加,通过简单分解精细积分格式进行迭代计算,最终得到系统随机响应的时变功率谱及均方根。数值算例中,用时间历程法验证了本文方法的正确性,并且分析了方向、高低、水平三类轨道激励同时作用下三维车桥耦合系统的非平稳随机振动特性。 展开更多

关键词 车桥系统 虚拟激励法 轨道激励 非平稳随机振动 精细积分法

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定向井抽油杆柱纵横扭耦合振动仿真研究

2

作者 王宏博 孙秀荣 +4 位作者 李凤鑫 李伟成 辛顺 王长亮 李东芳 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1936-1949,共14页

抽油杆柱是由接箍与抽油杆通过螺纹连接组成的细长杆柱。对抽油杆柱动力学行为的研究是预防抽油杆柱失效破坏,降低油井运行成本的基础。针对抽油杆柱的纵横扭耦合振动,提出杆管摩擦力产生的绕轴扭矩是扭转振动的激励这一观点。考虑摩擦... 抽油杆柱是由接箍与抽油杆通过螺纹连接组成的细长杆柱。对抽油杆柱动力学行为的研究是预防抽油杆柱失效破坏,降低油井运行成本的基础。针对抽油杆柱的纵横扭耦合振动,提出杆管摩擦力产生的绕轴扭矩是扭转振动的激励这一观点。考虑摩擦力对杆柱纵横扭耦合振动的影响,建立了具有初弯曲的定向井抽油杆柱在顶端位移激励、底端载荷激励、弯曲井眼轨道激励与油管约束条件下的纵横扭耦合振动仿真模型。采用四阶龙格-库塔法实现了对仿真模型的求解和对杆柱动力学行为的仿真模拟。仿真结果表明:杆柱的纵横扭耦合振动对杆柱纵向、横向振动仿真结果均有影响,相对来说对纵向振动的影响并不明显;油井造斜段的杆管接触力大,杆柱受压段的杆管碰撞严重,因此油井的造斜段与杆柱的受压段为杆管偏磨的危险点;正常预紧情况下,杆柱的扭转振动不足以导致抽油杆柱脱扣,但当接箍螺纹预紧力降至杆柱的最大扭矩以下后,扭转振动即可能导致抽油杆柱脱扣。 展开更多

关键词 耦合振动 抽油杆柱 定向井 轨道激励 摩擦扭矩

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横风环境下高速列车运行安全性研究

3

作者 赵传徽 李德仓 +2 位作者 李文昊 贾若谷 闫荣佳 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第30期13136-13144,共9页

为研究不同横风(风向角为90°)环境下列车安全运行的临界速度,对横风速度分别为5、10、15、20、25、30、35 m/s,以及列车速度分别为200、250、300、350、400 km/h的多个工况用MATLB软件进行气动特性的数值模拟,得到不同工况下的气... 为研究不同横风(风向角为90°)环境下列车安全运行的临界速度,对横风速度分别为5、10、15、20、25、30、35 m/s,以及列车速度分别为200、250、300、350、400 km/h的多个工况用MATLB软件进行气动特性的数值模拟,得到不同工况下的气动载荷值,并选取中国高速铁路无砟轨道不平顺谱进行数值模拟;建立基于SIMPACK的高速列车多体系统动力学模型,以轨道不平顺谱转化的时域不平顺样本作为轨道不平顺激励,将其与得到的气动载荷值作为外部激励输入,对高速列车在不同工况下的车辆模型进行仿真和分析,得到不同风速和车速下的列车安全运行指标。给出不同风速下列车安全运行的最高速度限值,并通过数值拟合方法得到不同风速和车速下的高速列车运行安全域。结果表明,随着风速或车速的增大,轮轴横向力首先超出限值,应特别注意此指标对列车运行安全性的影响;在横风风速或列车运行速度过高时,需要进行一定的速度限值或加以一定的控制来保证列车运行安全性。 展开更多

关键词 高速列车 横风 轨道激励 数值模拟 安全域

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不同频率轨道激励下列车横向半主动控制研究 被引量：2

4

作者 王靖铭 宁静 +1 位作者 赵飞 陈春俊 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第8期116-120,共5页

轨道不平顺激扰是影响高速列车横向振动最常见和最主要的因素,而目前对不同频率轨道激励下车辆横向振动以及其半主动悬挂控制算法实现的研究甚少。基于此,建立高速列车17自由度车辆横向振动仿真模型,运用经验模态分解基于频域采样的三... 轨道不平顺激扰是影响高速列车横向振动最常见和最主要的因素,而目前对不同频率轨道激励下车辆横向振动以及其半主动悬挂控制算法实现的研究甚少。基于此,建立高速列车17自由度车辆横向振动仿真模型,运用经验模态分解基于频域采样的三角级数法模拟的轨道谱信号,并重构得到不同频率的轨道激励,对不同频率轨道激励下车辆横向振动和横向半主动悬挂天棚阻尼控制算法进行研究。研究结果表明,影响车辆横向振动的轨道谱信号主要集中在0~10 Hz;在270 km/h的运行速度下,当天棚阻尼控制算法的比例系数k取7.5~8.5时,车辆横向平稳性得到较大改善,可为轨道谱优化与改进以及天棚阻尼控制算法实现提供理论指导。 展开更多

关键词 高速列车 轨道激励 天棚阻尼控制 横向平稳性

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高速列车设备舱底板的振动特性研究 被引量：1

5

作者 张富兵 刘潮涛 +3 位作者 邬平波 石怀龙 吴兴文 朱海燕 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期184-190,229-230,共8页

为了优化设备舱底板的振动疲劳特性,建立了刚柔耦合多体动力学模型,分析了在武广谱载荷谱的线路条件激励下,底板关键位置的振动和车速的关系。研究发现,车辆设备舱底板的振动总体趋势是随着速度的增加而增加,但是在250km/h的时候,纵向... 为了优化设备舱底板的振动疲劳特性,建立了刚柔耦合多体动力学模型,分析了在武广谱载荷谱的线路条件激励下,底板关键位置的振动和车速的关系。研究发现,车辆设备舱底板的振动总体趋势是随着速度的增加而增加,但是在250km/h的时候,纵向振动幅值会比300km/h的要大。根据动力学仿真结果提取出载荷的大小,进行了有限元强度分析,得到了底板的最大应力和开孔位置的最大应力。滚动台试验数据和仿真结果一致,验证了模型的正确性。最后对底板进行了优化,加厚设备舱底板的厚度。对比发现,优化后的整体最大应力由8.78 MPa减小到4.79MPa,开孔处的最大应力由1.65MPa减小到0.95MPa,底板的强度性能得到了大幅度提高。 展开更多

关键词 车辆系统动力学 模态分析 轨道激励 设备舱底板

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曲线工况及轨道激励对车轮多边形磨耗的影响分析

6

作者 胡静涛 丁军君 李芾 《机械研究与应用》 2023年第3期125-127,132,共4页

针对多边形车轮运行过程中的曲线工况和轨道激励问题,建立多边形磨耗模型,分析了曲线工况和轨道激励对多边形演变趋势的影响。仿真结果表明:相较于基于局部法的Archard模型,基于全局法的磨耗功模型计算效率更高,两种模型多边形磨耗演变... 针对多边形车轮运行过程中的曲线工况和轨道激励问题,建立多边形磨耗模型,分析了曲线工况和轨道激励对多边形演变趋势的影响。仿真结果表明:相较于基于局部法的Archard模型,基于全局法的磨耗功模型计算效率更高,两种模型多边形磨耗演变趋势相同;轨道激励会显著增加轮轨垂向力;曲线工况和轨道激励不会改变车轮多边形演变的趋势。 展开更多

关键词 多边形车轮 磨耗 曲线工况 轨道激励

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不同线路条件对车辆动力学性能的影响

7

作者 齐心 《计算机辅助工程》 2021年第4期47-51,共5页

为探查不同曲线半径和线路激励对车辆动力学性能的影响,应用动力学方法建立车辆-轨道系统动力学模型,计算各动力学评价指标的变化情况。研究结果表明:增加曲线半径有利于增加车辆通过曲线的安全性;车辆经过曲线线路连接处时脱轨概率较大... 为探查不同曲线半径和线路激励对车辆动力学性能的影响,应用动力学方法建立车辆-轨道系统动力学模型,计算各动力学评价指标的变化情况。研究结果表明:增加曲线半径有利于增加车辆通过曲线的安全性;车辆经过曲线线路连接处时脱轨概率较大,可重点考虑曲线线路连接位置车辆的运行状态;适当增大曲线半径可以减少轮轨间磨耗,有效降低车轮与轨道的磨耗速度;轨道激励变化对车辆临界速度的影响较大,可根据实际运行工况计算最佳临界速度范围。 展开更多

关键词 车辆-轨道系统 曲线 参数 轨道激励 动力学性能

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轨道激励频率对转向架侧架动应力影响的研究

8

作者 齐双强 佟维 刘晓雪 《内燃机车》 2012年第1期5-8,55,共4页

采用车辆动力学和有限元分析技术,应用车辆动力学有限元集成模型,以轨道垂向不平顺为研究对象,获得侧架轨道垂向不平顺激励下的动态载荷与激励频率的对应关系,而后将动力学仿真获得的侧架弹簧承台面上的9组垂向载荷-时间历程作为载荷边... 采用车辆动力学和有限元分析技术,应用车辆动力学有限元集成模型,以轨道垂向不平顺为研究对象,获得侧架轨道垂向不平顺激励下的动态载荷与激励频率的对应关系,而后将动力学仿真获得的侧架弹簧承台面上的9组垂向载荷-时间历程作为载荷边界条件施加到侧架有限元模型上,使用结构动力学分析方法分析轨道垂向不平顺激励频率对侧架动应力的影响。研究结果表明,9.25～16.67 m之间的轨道波长对侧架关键部位的最大动应力影响比较大。因此,考虑轨道激励频率对车辆零部件动应力的影响是很必要的。 展开更多

关键词 轨道激励频率 转向架侧架 轨道垂向不平顺 动应力

原文传递

轨道激励频率对转向架摇枕动应力的影响

9

作者 方桂花 李丹 +2 位作者 齐双强 贾裕祥 郭上 《起重运输机械》 2018年第3期121-124,共4页

采用C80B型敞车弹性体整车模型,以轨道垂向不平顺作为轮轨激扰进行车辆动力学仿真计算,在获得摇枕动态载荷与轨道垂向不平顺激励频率的对应关系的基础上,计算分析了轨道垂向不平顺激励频率对摇枕动应力的影响。研究结果表明,9.25~16.67 ... 采用C80B型敞车弹性体整车模型,以轨道垂向不平顺作为轮轨激扰进行车辆动力学仿真计算,在获得摇枕动态载荷与轨道垂向不平顺激励频率的对应关系的基础上,计算分析了轨道垂向不平顺激励频率对摇枕动应力的影响。研究结果表明,9.25~16.67 m之间的轨道波长对摇枕关键部位最大动应力的影响比较大。 展开更多

关键词 C80B型敞车 转向架摇枕 轨道激励频率 动应力

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单轨车辆耦合动力学模型与振动响应特性 被引量：12

10

作者 文孝霞 杜子学 +2 位作者 许舟洲 尹燕莉 隗寒冰 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期462-468,共7页

为了研究单轨车辆在设计车速范围内的振动响应特性,进而评价单轨车辆运行平稳性与舒适性能,分析了单轨车辆走行轮、导向轮、稳定轮和转向架中央牵引装置及车体间的拓扑关系,利用Hamilton方程构建了包含走行轮与轨道梁顶部,导向轮、稳定... 为了研究单轨车辆在设计车速范围内的振动响应特性,进而评价单轨车辆运行平稳性与舒适性能,分析了单轨车辆走行轮、导向轮、稳定轮和转向架中央牵引装置及车体间的拓扑关系,利用Hamilton方程构建了包含走行轮与轨道梁顶部,导向轮、稳定轮与轨道梁侧部等三向轮轨接触对的单轨车辆空间耦合系统动力学模型,并对单轨的PC轨道梁走行面及轨道梁左、右两侧部轨面的不平度进行了数值模拟。基于空间耦合动力学模型,以轨道不平度为激励源,设定车辆以某一恒定速度在直线轨道上运行,获取了单轨车辆的振动响应特性,并与实车测试结果对比分析,验证了单轨空间耦合动力学模型的正确性。在此基础之上,获取了单轨车辆不同设计车速下的振动响应特性,对单轨车辆的运行平稳性和舒适性进行了评价。结果表明,单轨车辆的舒适性能优良,运行平稳性能处于优秀等级。 展开更多

关键词 单轨车辆 耦合动力学模型 接触模型 轨道不平激励 振动 平稳性

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低地板有轨电车平稳性影响要素分析

11

作者 刘帅 李振乾 +2 位作者 梁树林 周亚波 池茂儒 《机械制造与自动化》 2024年第2期203-208,共6页

针对某低地板有轨电车在车辆设计阶段平稳性指标超标的问题,从车辆参数和轨道激励两个方面进行原因探析。通过对车辆关键参数的优化分析可知:降低二系刚度和阻尼能够适当地改善车辆的运行平稳性,但过小的刚度和阻尼在工程应用中难以实... 针对某低地板有轨电车在车辆设计阶段平稳性指标超标的问题,从车辆参数和轨道激励两个方面进行原因探析。通过对车辆关键参数的优化分析可知:降低二系刚度和阻尼能够适当地改善车辆的运行平稳性,但过小的刚度和阻尼在工程应用中难以实现。通过对美国五级谱和德国高干扰谱进行时频域特征分析可知:轨道谱短波高频振动能量较大是有轨电车平稳性超标的原因,建议定期对钢轨进行打磨,以此来控制轨道短波的振动能量。 展开更多

关键词 有轨电车 平稳性超标 车辆参数优化 轨道谱激励 时频域分析

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两种轨道谱激励下某宽轨货运机车动力学研究 被引量：1

12

作者 邵晓森 孙小娟 +2 位作者 王宇 李幸人 梁俊杰 《太原科技大学学报》 2023年第1期62-67,共6页

以某宽轨货运机车为研究对象建立动力学分析模型,采用美国AAR5级谱和AAR6级谱作为轨道随机激励,研究了其相关动力学性能。通过在直线轨道上施加两种不同轨道谱激励仿真计算出不同的非线性临界速度并加以对比分析;采用Sperling指标评价... 以某宽轨货运机车为研究对象建立动力学分析模型,采用美国AAR5级谱和AAR6级谱作为轨道随机激励,研究了其相关动力学性能。通过在直线轨道上施加两种不同轨道谱激励仿真计算出不同的非线性临界速度并加以对比分析;采用Sperling指标评价该机车的平稳性;采用轮重减载率、脱轨系数和轮轨横向力来评价该机车的曲线通过能力。结果表明:两种轨道谱激励下该机车仿真非线性临界速度均远大于实际最高限速,具有良好的运行稳定性;其垂向和横向平稳性指标均满足相关标准,机车具有良好的运行平稳性;三个曲线通过性能指标说明该机车具有良好的运行安全性。 展开更多

关键词 宽轨货运机车 轨道谱激励 稳定性 轮轨横向力

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桥上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道参数对轨道结构振动响应的影响

13

作者 房建 杨敏超 +1 位作者 雷晓燕 练松良 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2125-2132,共8页

列车荷载作用下,轨道结构振动损坏与轨道结构参数关系密切,为研究桥上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道结构参数对轨道振动的影响,基于高速列车-CRTSⅡ型板式无砟轨道-桥梁耦合振动有限元分析模型,从时、频域对比分析轨道参数对桥上CRTSⅡ板式轨... 列车荷载作用下,轨道结构振动损坏与轨道结构参数关系密切,为研究桥上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道结构参数对轨道振动的影响,基于高速列车-CRTSⅡ型板式无砟轨道-桥梁耦合振动有限元分析模型,从时、频域对比分析轨道参数对桥上CRTSⅡ板式轨道振动特性的影响。研究结果表明:增大钢轨质量与惯性矩可降低轮轨力,采用重型钢轨可降低钢轨振动水平,对降低轮轨噪声具有一定积极意义。钢轨振动水平在1~40 Hz范围内随扣件刚度的增加而减小;但在40~100 Hz范围内,钢轨的振动水平随着扣件刚度增加而略微增大。在40~100 Hz范围内减小扣件的刚度可以减小轨道板、桥梁的振动水平,减振效果随着垫板刚度的减小而增大。随着轨道板厚度增大,钢轨振级在60~250 Hz频率范围内呈减小趋势,在2.5~60 Hz范围内呈增大趋势;轨道板的振级在60 Hz以上的频率范围内随轨道板厚度的增大而减小;桥梁的振级在20 Hz以上的频率范围内随轨道板厚度的增大而减小。 展开更多

关键词 CRTSⅡ型板式无砟轨道 实测轨道不平顺激励 轨道结构振动 轨道结构参数

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轨道随机激励下弹性约束轮对的首次穿越失效问题分析 被引量：1

14

作者 刘伟渭 姜瑞金 +1 位作者 戴焕云 曾京 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期24-29,共6页

考虑轨道激扰和自身结构参数随机因素建立弹性约束轮对的随机动力学模型,利用奇异性边界理论分析系统的随机全局稳定性,得到系统发生首次穿越失效的条件,同时建立系统可靠性函数和首次穿越时间的概率密度函数所满足的后向Kolmogorov方... 考虑轨道激扰和自身结构参数随机因素建立弹性约束轮对的随机动力学模型,利用奇异性边界理论分析系统的随机全局稳定性,得到系统发生首次穿越失效的条件,同时建立系统可靠性函数和首次穿越时间的概率密度函数所满足的后向Kolmogorov方程和广义Pontryagin方程,结合初始条件和边界条件给出首次穿越问题的提法。结果表明:系统能量在接近安全工作域边界时降低得较快,能量初值远离安全域边界可降低损坏概率密度峰值并将对应的时刻延迟;系统失稳后在某一时刻最危险,而不是我们常认为的时间越长系统越危险;随着轨道随机激励强度的增加会使系统可靠性下降加快,平均首次穿越时间提前。 展开更多

关键词 轨道随机激励 拟不可积 HAMILTON系统 BK方程 首次穿越

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列车主动悬挂预测控制算法研究 被引量：1

15

作者 曹青松 王明翔 陶晶 《噪声与振动控制》 CSCD 2016年第1期21-25,共5页

为有效抑制列车车体的振动,针对列车在运行时受到的不确定轨道干扰激励等影响因素,开展一种基于标准正交基函数Laguerre的主动悬挂预测控制算法研究。首先建立列车主动悬挂系统的状态空间模型,再以此作为预测控制模型,结合预测控制中的... 为有效抑制列车车体的振动,针对列车在运行时受到的不确定轨道干扰激励等影响因素,开展一种基于标准正交基函数Laguerre的主动悬挂预测控制算法研究。首先建立列车主动悬挂系统的状态空间模型,再以此作为预测控制模型,结合预测控制中的滚动优化等基本原理,为高速列车连续时域主动悬挂系统设计相应的预测控制器。仿真结果表明:设计的预测控制器能够优化高速列车在运行时的振动主动控制性能,改善列车的乘坐舒适性。 展开更多

关键词 振动与波 轨道干扰激励 主动悬挂 正交基函数 状态空间模型 预测控制器

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主控参数对磁悬浮列车动态特性频率响应的研究

16

作者 黄良炜 刘放 《制造业自动化》 北大核心 2023年第3期44-48,共5页

为了研究悬浮电磁场主动控制参数对中低速磁悬浮列车垂向动力学性能的影响,建立了中低速磁悬浮列车垂向动力学模型,并基于Simpack多体动力学软件编制动力学仿真模型,输入轨道谐波不平顺,得到悬浮电磁场主动控制参数K,K_(V),K_(A)对中低... 为了研究悬浮电磁场主动控制参数对中低速磁悬浮列车垂向动力学性能的影响,建立了中低速磁悬浮列车垂向动力学模型,并基于Simpack多体动力学软件编制动力学仿真模型,输入轨道谐波不平顺,得到悬浮电磁场主动控制参数K,K_(V),K_(A)对中低速磁悬浮列车动态特性响应的影响,运用频率响应分析方法,将时域结果转换为频域结果,分别得到了单因素和多因素对列车三个转动自由度角加速度的影响的频域图像。 展开更多

关键词 中低速磁悬浮 SIMPACK 频率响应分析 轨道谐波激励

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市内激励源对古建筑振动的影响

17

作者 袁国清 蒋伟康 +2 位作者 刘秀娟 侯晋 李双 《文物保护与考古科学》 北大核心 2015年第4期22-29,共8页

为了分析在不同激励下振动对古建筑的影响,选择苏州市省级文物保护单位——玉涵堂古建筑进行振动测试。记录了环境振动、地下轨道交通激励、人群社会活动激励和音响激励四种工况时一座两层砖木阁楼的振动信号。发现经过严格振动控制的... 为了分析在不同激励下振动对古建筑的影响,选择苏州市省级文物保护单位——玉涵堂古建筑进行振动测试。记录了环境振动、地下轨道交通激励、人群社会活动激励和音响激励四种工况时一座两层砖木阁楼的振动信号。发现经过严格振动控制的地下轨道交通激励对古建筑振动的贡献可以忽略;环境振动和音响激励时段古建筑横向振动速度达标,而人群社会活动激励时段横向振动速度超标。从古建筑的建筑结构和功能区域划分以及人的激励形式三个方面对通常被忽视的人的因素进行了探讨,并提出了相应的减振措施。研究成果为其它类似两层砖木阁楼古建筑防护提供依据。 展开更多

关键词 古建筑 环境振动 地下轨道交通激励 人群社会活动激励 音响激励

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