軌道不平順作用下高速列車運(yùn)行舒適性分析.pdf

1、高速鐵路因其具有速度快、能效比高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，在世界各國的交通運(yùn)輸中得到了廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展。隨著高速列車運(yùn)行速度的不斷提高，軌道不平順的激擾頻率增加，車輛與軌道相互作用也顯著增強(qiáng);另一方面，通過對車體結(jié)構(gòu)優(yōu)化和新型材料使用，車體結(jié)構(gòu)輕量化已成為高速列車技術(shù)發(fā)展的重要趨勢?？紤]軌道不平順作用下彈性車體的隨機(jī)振動對于列車運(yùn)行的平穩(wěn)性和舒適性就顯得尤為重要。對于實(shí)際列車系統(tǒng)，由于車輛—軌道耦合系統(tǒng)內(nèi)部相互作用的復(fù)雜性，軌道不平順激勵(lì)的不

2、確定性以及傳統(tǒng)隨機(jī)振動分析方法的低效性等復(fù)雜因素的影響，就目前而言進(jìn)行較為精確的高速列車運(yùn)行舒適性分析仍然具有極大的挑戰(zhàn)性。
　　在上述背景下，本文針對大型有限元車輛—軌道耦合系統(tǒng)剛?cè)峄旌夏Ｐ?，建立了高速列車彈性車體運(yùn)行舒適性分析的虛擬激勵(lì)-辛方法。將軌道視為無窮長周期鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，采用辛數(shù)學(xué)方法建立了低自由度的軌道動力學(xué)運(yùn)動方程，有效解決了有限長軌道結(jié)構(gòu)邊界效應(yīng)對系統(tǒng)動力響應(yīng)的影響;利用密貼接觸理論進(jìn)行剛-柔耦合車輛動力學(xué)方程與軌道

3、動力學(xué)方程耦合;進(jìn)一步應(yīng)用虛擬激勵(lì)原理將軌道不平順轉(zhuǎn)化為一系列虛擬的簡諧軌道不平順，將隨機(jī)振動問題轉(zhuǎn)化為穩(wěn)態(tài)響應(yīng)求解問題，并應(yīng)用簡諧波在周期子結(jié)構(gòu)鏈傳播的辛數(shù)學(xué)理論，最終建立了列車彈性車體運(yùn)行舒適性分析的高效分析方法。數(shù)值算例應(yīng)用本文所建立的方法，基于Sperling方法，GB5599-85標(biāo)準(zhǔn)，TB/T2630-93標(biāo)準(zhǔn)，ISO2631-1標(biāo)準(zhǔn)及UIC513標(biāo)準(zhǔn)對高速列車進(jìn)行了舒適度分析，并對模態(tài)截取階數(shù)、車速、軌道不平順等因素對舒適