匀变速运行轨道车辆非平稳随机振动分析
2021-05-21殷明娟赵岩
大连交通大学学报 2021年2期
关键词:系统
殷明娟,赵岩
(1. 大连交通大学 机械工程学院,辽宁 大连 116028;2. 大连理工大学 工程力学系,辽宁 大连 116023)*
车轨耦合振动是一类典型的动力学问题,由于轨道不平顺具有随机的本质,由其诱发的轨道车辆振动具有显著的随机振动特征,并显著影响列车的运行舒适性和疲劳可靠性[1-3].车辆轨道耦合系统振动的频率成份与轨道不平顺波长和车辆行驶速度密切相关.车辆行驶速度在很多文献中被假设为一个常量,这对于轨道车辆平稳运行分析是恰当的.而实际轨道车辆运行必然经过加速或减速过程,此时由于速度的变化,轨道车辆的随机振动成为非平稳过程.在变速移动载荷对于结构振动行为的影响方面,Zibdeh等[4-5]研究了移动随机荷载作用下复合梁结构振动问题,讨论了载荷移动的速度效应和材料铺层的方向效应.Michaltsos等[6]采用常幅值、变速特征移动载荷模拟双轴车辆载荷,讨论了加速和减速等不同情形下结构动力学响应.Yin等[7]基于协方差等效原则研究了变速车辆作用下桥梁非平稳随机振动问题.
本文开展了匀变速运行轨道车辆非平稳随机振动研究.分别采用多刚体模型、三层离散点支撑有限元模型模拟车辆和轨道系统,并通过赫兹接触关系建立了车辆-轨道耦合运动学方程.在考虑轨道车辆匀变速运动过程中,提出从空间平稳轨道不平顺功率谱转换时域非平稳不平顺功率谱方法,能够在每一时间段内有效模拟速度的连……
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