輪對運動穩(wěn)定性的機理研究.pdf

1、由于高速列車具有運輸能力大、消耗能量低、安全性能高、對環(huán)境污染較小以及在運行的過程中受到氣候的影響小等眾多優(yōu)點，在國內(nèi)外得到了很快的發(fā)展。國內(nèi)外的科學(xué)家就如何提高臨界速度，及影響臨界速度的因素做了大量的研究。
　　 研究內(nèi)容從線性到非線性，對于線性系統(tǒng)常用線性微分方程組的特征值、阻尼系數(shù)法及Routh-Hurwitz準則等方法來判定車輛運動是否失穩(wěn)。以往的研究認為低速時陀螺力對于穩(wěn)定性起的作用很小，現(xiàn)在的車速早已經(jīng)超過了300k

2、m/h就不得不考慮陀螺力對于穩(wěn)定性的影響。本文利用完整約束系統(tǒng)方程，對輪對穩(wěn)定性機理做了一系列的研究，具體工作包括:
　　 (1)通過大量閱讀高速旋轉(zhuǎn)軸承、高速轉(zhuǎn)子、運載火箭、彈性衛(wèi)星等領(lǐng)域有關(guān)穩(wěn)定性的文獻，確定出相關(guān)領(lǐng)域在穩(wěn)定性方面取得的進展，整理出可以應(yīng)用的穩(wěn)定性理論。
　　 (2)本文將應(yīng)用相關(guān)領(lǐng)域取得的研究成果，對于完整約束系統(tǒng)方程給予詳細的介紹，并推導(dǎo)出穩(wěn)定性判據(jù)。另外，本文還在此基礎(chǔ)上定義了動力學(xué)穩(wěn)定性系數(shù)，

3、陀螺力貢獻率等。
　　 (3)推導(dǎo)輪對方程，并將輪對方程變換成完整約束系統(tǒng)方程。推導(dǎo)出慣性矩陣M，阻尼矩陣D，陀螺矩陣G，剛度矩陣K，循環(huán)矩陣E。其中D、K為對稱矩陣，G、E為斜對稱矩陣。
　　 (4)采用新的判別式，推導(dǎo)出輪對臨界速度解析式。
　　 (5)編寫Matlab程序，將輪對的數(shù)據(jù)代入臨界速度解析式，求解臨界速度。分別以一系剛度、蠕滑系數(shù)、車輪等效錐度、一系阻尼等參數(shù)作為自變量，以臨界速度為因變量，得出