收藏本站
《西南交通大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

车辆系统非线性动力学问题研究

吕可维  
【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。 采用延续算法计算了车辆在圆曲线和缓和曲线上的稳态解。车辆系统通过圆曲线时存存稳态工况,从理论上讲,车辆系统通过一般线路时,其对应的动力系统存在各种极限集,它们中也有稳态解。延续算法可以计算这个稳态解随系统参数变化的大范围解图。这里含参数的车辆系统,实际上已不是单一的车辆模型,而是一个模型簇,是一系列车辆模型的集合。延续算法处理的也不是单一的车辆模型,而正是这个集合——模型簇。本文对车辆系统的稳态解进行了研究,给出了单参数和两参数的计算结果。因结果是稳态解,故结果中不像时域数值积分那样含有瞬态成分,可以直接反映系统参数与系统性能间的关系。它是一种可以有效地进行车辆系统参数研究的手段。 本文中延续算法的第二个应用为计算车辆系统的周期解。通过有限差分 第日页西南交通大学博士研究生学位论文 法将车辆系统的周期解离散化,即将一个常微分方程的边值问题转化为非线 性代数方程组,它是含有参数的。用延续算法对该代数方程组进行求解,得 到系统的周期解。系统周期解的初始值通过时域数值积分得到。该方法不但 可以计算稳定的周期解,不稳定的周期解仍可计算。稳定的周期解在现实的 物理世界中是客观存在的,不稳定的周期解在客观的物理世界中不可能长时 间持续存在,但是它作为稳定周期解吸引域的分界线而具有它的物理意义。 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。 关键词:车辆,延续算法,有限差分法,H叩f分叉,稳态解,周期解
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:U270.11

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 关庆华;列车脱轨机理及运行安全性研究[D];西南交通大学;2011年
2 高学军;铁道客车系统横向运动对称/不对称分岔行为与混沌研究[D];西南交通大学;2010年
3 廖英英;高速铁道车辆半主动悬挂系统动力学建模优化与仿真分析[D];北京交通大学;2012年
4 马新娜;基于磁流变阻尼器的高速机车横向振动控制与动力学研究[D];北京交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李龙;高速车辆运动稳定性的研究[D];西南交通大学;2011年
2 秦方方;高速铁路圆曲线参数动力性能仿真研究[D];西南交通大学;2011年
3 李凤玲;C62A型敞车合理重车重心高度的研究[D];北京交通大学;2007年
4 刘春启;箱货总重心偏移条件下双层集装箱车运行安全性的研究[D];北京交通大学;2007年
5 鲁滔;新型快速行邮车动力学性能分析[D];西南交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 包燕刚,武际可;Hopf分叉后周期解的延续算法[J];北京大学学报(自然科学版);1995年05期
2 季海波,武际可,胡海昌;分叉问题的几何描述及其计算方法[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1991年09期
3 武际可,周鹍;高维极限环的数值追踪[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1994年03期
4 倪文波,傅茂海;铁道车辆转向架性能参数测试台[J];机床与液压;2002年06期
5 武际可;计算力学非线性分析的现状与展望[J];计算结构力学及其应用;1993年02期
6 季海波,武际可;分叉问题及其数值方法[J];力学进展;1993年04期
7 张继业,杨翊仁,曾京;Hopf分岔的代数判据及其在车辆动力学中的应用[J];力学学报;2000年05期
8 武际可,周鵾;非线性问题和分叉问题及其数值方法[J];力学与实践;1994年01期
9 邬平波,曾京;确定车辆系统线性和非线性临界速度的新方法[J];铁道车辆;2000年05期
10 高利民,马志援;货车转向架参数测试台的研制[J];铁道车辆;2000年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 侯江华;卢光杰;;桥上轨道交通结构振动的影响因素分析[J];安徽建筑;2010年02期
2 王宝华;杨成梧;;Hopf Bifurcation Analysis and Control for Electrical System of Military Vehicle[J];Journal of China Ordnance;2009年04期
3 邓林峰;余岳辉;彭亚斌;周郁明;梁琳;王璐;;反向开关复合管的物理模型与数值方法实现[J];半导体学报;2007年06期
4 杨光辉,张鸿儒,夏禾;列车运行引起的桥下地面振动衰减特性[J];北方交通大学学报;1999年05期
5 梁思远,孙守光;直向过道岔时构架动应力的初步研究[J];北方交通大学学报;1999年06期
6 石丽莉,孙守光,吕峰峰;橡胶轮转向架稳态曲线通过行为研究[J];北方交通大学学报;2001年04期
7 柳拥军,丁莉芬,佟关林;基于虚拟样机的摆式客车迫导向机构的仿真研究[J];北方交通大学学报;2002年04期
8 刘秀波,范俊杰;非线性振动及货车运行安全性分析[J];北方交通大学学报;2003年04期
9 武丽华,任尊松,孙守光;随机激扰对橡胶轮转向架车辆动力性能的影响[J];北京交通大学学报;2005年04期
10 火进,任尊松,谢基龙;转K2转向架交叉拉杆结构振动与受力特性[J];北京交通大学学报;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张利娟;李欣业;张华彪;;陀螺系统的受迫振动及其时滞反馈控制[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 戴余良;俞科云;王世明;苗海;;潜艇水下运动的分叉特性分析[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 刘鹏辉;杨宜谦;董振升;姚京川;王巍;;重载货物列车作用下常用跨度混凝土梁横向动力性能试验研究[A];发展重载运输技术适应经济社会建设——铁路重载运输货车暨工务学术研讨会论文集(工务部分)[C];2011年
4 王卫东;刘金朝;孙善超;曲建军;杨飞;;基于广义能量指数的垂向轨道-车辆系统传递函数研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
5 赵怀耘;田俊;刘建新;;驱动系统扭转自激振动对机车垂向动力性能的影响[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
6 刘文光;陈国平;;含裂纹平板的振动特性及裂纹扩展分析[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
7 李欣业;张华彪;;1:1内共振耦合范德波振子的主参数共振及其时滞反馈控制[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
8 高学军;李映辉;高庆;;车辆系统集总参数简化模型稳定性与分岔研究[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
9 高学军;李映辉;高庆;翟婉明;彭阳华;;基于Sato模型的轮轨非线性稳定性与分岔研究[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
10 张继业;张克跃;;具有无穷时滞的Cohen-Grossberg神经网络的全局稳定性分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张波;重载组合列车牵引及制动系统的试验与仿真研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
2 陈海卫;波轮式全自动洗衣机脱水振动与抑制机理的研究[D];江南大学;2010年
3 郑文杰;最优协调电压控制的直接动态优化算法研究[D];华南理工大学;2010年
4 曲建军;基于提速线路TQI的轨道不平顺预测与辅助决策技术的研究[D];北京交通大学;2011年
5 马立峰;动荷载条件下多年冻土区斜坡路基稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
6 王建强;弹道学中的地球重力场若干理论问题研究[D];武汉大学;2010年
7 赵平;高速铁路站场设计及参数优化研究[D];北京交通大学;2011年
8 刘永强;基于磁流变阻尼器的高速动车组半主动控制与时滞分析[D];北京交通大学;2011年
9 陈超;铁路通用货车重车重心合理限制高度的研究[D];北京交通大学;2011年
10 夏景辉;直线电机轮轨交通气隙及轨道平顺性对系统动力响应影响研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡艳卉;矿井地下水流场数值模拟及其应用研究[D];山东科技大学;2010年
2 章长玖;公路桥梁车桥耦合振动分析[D];郑州大学;2010年
3 刘治政;黄水河流域平原区地下水监测网优化研究[D];山东农业大学;2010年
4 向烨;基于行车舒适性的高填方路基差异沉降指标研究[D];长沙理工大学;2010年
5 张海沧;CRH3型动车组双丝焊工艺与接头显微组织性能研究[D];长春工业大学;2010年
6 付朝华;交通工具上的无障碍设计研究[D];南昌大学;2010年
7 赵砚朋;基于混合型控制算法的列车舒适性研究[D];北京交通大学;2011年
8 徐薇;站桥合一大跨度车站结构车致动力效应分析[D];武汉理工大学;2010年
9 窦苏广;非线性系统的实验建模和频域识别方法研究[D];浙江大学;2010年
10 汤志钧;基于刚柔耦合的高重心车辆动态性能及纵向冲击分析[D];大连交通大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 柳拥军,丁莉芬,佟关林;基于虚拟样机的摆式客车迫导向机构的仿真研究[J];北方交通大学学报;2002年04期
2 郭树起;杨绍普;郭京波;;1/4车辆磁流变悬架非线性振动分析[J];北京交通大学学报;2006年01期
3 廖英英;刘永强;刘金喜;杨绍普;;时滞对高速铁道车辆悬挂系统半主动控制的影响[J];北京交通大学学报;2011年01期
4 辛涛;高亮;郑晓莉;;车辆-有砟轨道-桥梁系统动力分析模型及验证[J];北京交通大学学报;2011年03期
5 万乐坤;嵇春艳;尹群;;海洋平台磁流变模糊半主动振动控制研究[J];船舶工程;2007年04期
6 金守华;曾志平;陈秀方;曾华亮;;秦沈客运专线板式无砟轨道不平顺功率谱分析[J];铁道科学与工程学报;2008年06期
7 金守华;曾志平;;京津城际铁路博格板式无砟轨道不平顺分析[J];铁道科学与工程学报;2009年01期
8 陈嫦;唐进元;王祁波;陈海峰;;铁道车辆空气弹簧动力学键合图建模及仿真[J];铁道科学与工程学报;2011年02期
9 薛淳;方鸣;;中国和谐号CRH动车组[J];中国科技投资;2008年12期
10 徐龙河,周云,李忠献;MRFD半主动控制系统的时滞与补偿[J];地震工程与工程振动;2001年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 李芾;傅茂海;黄运华;卜继玲;;快速货车转向架的发展及其模式研究[A];货车学术研讨会论文集[C];2006年
2 邢书明;于连友;朱森;;160km/h铁路货车的研制[A];货车学术研讨会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘永强;基于磁流变阻尼器的高速动车组半主动控制与时滞分析[D];北京交通大学;2011年
2 张格明;中高速条件下车红桥动力分析模型与轨道不平顺影响[D];铁道部科学研究院;2001年
3 池茂儒;耦合轮对车辆动力学性能的研究[D];西南交通大学;2003年
4 刘宏友;高速列车中的关键动力学问题研究[D];西南交通大学;2003年
5 蔡成标;高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究[D];西南交通大学;2004年
6 王勇;考虑液体晃动的三大件转向架罐车耦合系统动力学性能研究[D];西南交通大学;2004年
7 刘鹏;非线性时滞系统最优控制器的近似设计研究[D];中国海洋大学;2005年
8 倪平涛;磁流变轮对耦合器及其车辆动力学性能研究[D];西南交通大学;2007年
9 乐源;多自由度碰撞振动系统的对称性、分岔与混沌研究[D];西南交通大学;2008年
10 陈建政;轮轨作用力和接触点位置在线测量理论研究[D];西南交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王志春;低磨耗高速客车径向转向架优化研究[D];西南交通大学;2002年
2 杨春雷;车辆-轨道耦合动力学在脱轨分析中的应用[D];西南交通大学;2002年
3 魏培虎;货车转向架动力学参数测试方法研究[D];西南交通大学;2002年
4 孙汉武;空车脱轨事故调查及原因分析[D];西南交通大学;2002年
5 高常君;摆式电动车组拖车动力学性能研究[D];西南交通大学;2003年
6 李洪涛;货车动力学性能仿真及脱轨原因分析[D];大连铁道学院;2003年
7 李玉梅;中心流形定理与非线性系统临界稳定性的研究[D];新疆大学;2004年
8 魏东;列车纵向动力学模型研究及小间隙车钩性能分析[D];南京理工大学;2004年
9 王锋;列车运行安全性与平稳性评价系统的虚拟仪器实现[D];西南交通大学;2004年
10 虞大联;轻轨车辆新型转向架的设计研究[D];西南交通大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 马彪;丁旺才;李国芳;;考虑非线性轮轨关系的高速客车横向动力学研究[J];动力学与控制学报;2012年04期
2 彭永昭;郎茂祥;;装载工况对铁路货车倾覆的影响研究[J];系统仿真学报;2012年03期
3 彭永昭;郎茂祥;王清校;李珊珊;;货车装载工况对车辆通过小半径曲线时的垂向平稳性影响[J];中国铁道科学;2011年02期
4 刘伟渭;戴焕云;曾京;;弹性约束轮对系统的随机稳定性研究[J];中国机械工程;2013年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 董杰;货物重心偏移装载条件下提速货车运行安全性的研究[D];北京交通大学;2011年
2 杨洋;Cooperrider转向架的Hopf分岔特性[D];西南交通大学;2012年
3 王璐颖;钢轨打磨车抗脱轨稳定性研究[D];西南交通大学;2012年
4 李竹文;基于突变理论的车辆脱轨研究[D];西南交通大学;2012年
5 赵树森;高速铁路平面曲线和竖曲线重叠设置条件研究[D];西南交通大学;2012年
6 王代富;基于动力分析的高速铁路竖曲线技术条件研究[D];西南交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 武际可,周鹍;高维Hopf分叉的数值计算[J];北京大学学报(自然科学版);1993年05期
2 白峰杉,李庆扬;计算简单分歧点的高阶适定辅助方程及其初值选取[J];高等学校计算数学学报;1989年04期
3 黄永念;研究Hénon映射稳定周期轨道的一种方法——代数分析法[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1986年08期
4 季海波,武际可,胡海昌;分叉问题的几何描述及其计算方法[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1991年09期
5 苏先樾,王颖坚,武际可,胡海昌;含参数的非线性方程组的数值解法[J];计算结构力学及其应用;1988年03期
6 武际可;邵秀民;;循环矩阵及其在结构计算中的应用[J];计算数学;1979年02期
7 杨忠华;延拓法在计算高阶折叠点的直接方法中的应用[J];计算数学;1988年01期
8 朱正佑;关于常微分方程Hopf分支点的一种数值计算方法[J];兰州大学学报;1983年02期
9 武际可,滕宁钩,袁勇;分叉问题及其计算方法[J];力学与实践;1987年04期
10 武际可;谈谈计算力学的发展[J];力学与实践;1990年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕可维,曾京,沈志云;铁道车辆系统周期解的延续算法[J];工程力学;2004年01期
2 曾京;;强非线性货车系统的蛇行运动稳定性研究[J];学术动态报道;1998年02期
3 李志春;何仁;李佩林;;基于MATLAB的车辆平顺性模拟计算程序的研究开发[J];轻型汽车技术;2004年05期
4 范良;;南京地铁二号线与一号线车辆各系统区别[J];价值工程;2010年34期
5 胡活力;段永魁;;深圳地铁1号线列车紧急制动故障的原因分析及电路改进[J];电力机车与城轨车辆;2011年02期
6 殷温建;ISO9000标准在车辆系统推行的必要性[J];铁道技术监督;2000年11期
7 丸田征治;高魁源;;铁道车辆用传感器技术[J];国外铁道车辆;1990年04期
8 庄表中;于政;;装载风力灭火机履带车辆系统的低频优势频率识别[J];振动与冲击;1992年Z1期
9 徐爱国,方在华,张文春;车辆系统牵引动力学模型与起步加速过程仿真[J];洛阳工学院学报;2000年03期
10 庞绍煌;;广州地铁直线电机传动车辆[J];机车电传动;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李帅;何斌;李静;;新次数下一类非线性系统周期解存在及稳定性分析[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 魏晓丽;李静;;黏弹性传动带系统周期解的存在性及稳定性的研究[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
3 田子兴;;车辆系统专用设备前期管理工作探讨[A];设备维修与改造技术论文集[C];2000年
4 吴晓非;;一类泛函微分方程的周期解[A];数学·力学·物理学·高新技术交叉研究进展——2010(13)卷[C];2010年
5 王勇;;具有带宽受限的自主控制多车辆系统的稳定性与性能研究[A];第二届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2008年
6 王在华;;求时滞系统Hopf分岔周期解的迭代算法[A];第二届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2008年
7 肖新标;金学松;温泽峰;;轨枕支撑硬点对轨枕动力响应的影响[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
8 宦颂梅;杨晓松;;二维分段线性系统周期解的存在性[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
9 曹进德;黄永明;;受迫向日葵方程的周期解[A];数学·物理·力学·高新技术研究进展(一九九六·第六期)——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第6届学术研讨会论文集[C];1996年
10 孙继涛;张银萍;;三种群食饵系统的周期解[A];数学·物理·力学·高新技术研究进展——1998(7)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第7届学术研讨会论文集[C];1998年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 杨滨 通讯员 范强;沈阳局全力围歼车辆系统十大“顽症”[N];人民铁道;2009年
2 记者 王耘;持续提升车辆工作整体水平[N];人民铁道;2009年
3 本报记者 赵三明;公路运输的安全保障:捷可勃制动器[N];中国工业报;2004年
4 中国全球定位系统技术应用协会GPS信息咨询服务部 曹冲;GPS上车[N];计算机世界;2002年
5 铁道部党校调研组;释放和发展运输生产力的重要举措[N];人民铁道;2006年
6 北京市可持续发展科技促进中心能源部副部长 刘育松;北京轨道交通节能潜力[N];北京科技报;2008年
7 刘雪晴;美军借机器人大赛招兵买马[N];中国国防报;2006年
8 呼兴宝 杨滨;沈阳局开行学生专列应对客流高峰[N];人民铁道;2007年
9 刘雪晴;美海军“招兵买马”,瞄上水下机器人赛[N];新华每日电讯;2006年
10 高剑艾 成自力;山西de“陈景润”[N];山西日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吕可维;车辆系统非线性动力学问题研究[D];西南交通大学;2004年
2 张继民;时标动力学方程周期解[D];东北师范大学;2010年
3 张树文;时变种群动力系统解的渐近性态[D];大连理工大学;2004年
4 徐乐顺;N体问题周期解的变分算法[D];吉林大学;2006年
5 赵中;微生物发酵与阶段结构种群模型的研究[D];大连理工大学;2010年
6 魏春金;害虫治理中的传染病模型和微生物培养模型[D];大连理工大学;2010年
7 孙维鹏;强非线性振动系统解析逼近解的构造[D];吉林大学;2007年
8 罗雪;来自物理和生物中的一些偏微分方程问题[D];华东师范大学;2011年
9 蒋海军;非自治时滞神经网络的动力学行为研究[D];新疆大学;2004年
10 武跃祥;若干非线性算子的理论及其应用研究[D];山西大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄文念;二阶非自治Hamilton系统周期解的存在性[D];中南大学;2010年
2 李畅通;一般性害虫天敌控制系统临界条件的研究[D];陕西师范大学;2011年
3 傅湘陵;差分方程周期解的理论和应用[D];湖南大学;2002年
4 苏霞;平面五体和七体问题的新周期解[D];扬州大学;2005年
5 胡娟;二阶离散Hamilton系统周期解的存在性[D];中南大学;2010年
6 赵宏;四阶微分方程的周期解和基态[D];山西大学;2010年
7 曾刚;两类时滞微分方程周期解的多尺度近似方法及其计算[D];上海师范大学;2010年
8 张敏;时间标架上脉冲泛函动力方程周期解的存在性[D];杭州电子科技大学;2011年
9 黄建吾;二次周期系数微分方程的周期解[D];福州大学;2001年
10 张淑梅;常p-Laplace系统周期解的多重存在性[D];中南大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026