武世江 张继业 ,2) 隋 皓 殷中慧 胥 奇

* (西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都 610031)

† (西南交通大学力学与工程学院,成都 610031)

引言

近年来随着高速列车运行速度的提高,车辆系统的蛇行失稳问题越发突出,蛇形运动作为车辆系统的固有属性,严重影响着车辆系统的运行平稳性、乘坐舒适性和安全性[1],对车辆系统进行非线性动力学理论方面的研究,不仅可以从车辆动力学角度更加全面地了解蛇形运动,而且对车辆系统的设计与参数优化也具有非常重要的意义.

在国外研究中,True[2]用延续算法求解了非线性车辆系统中的分岔问题.Wagner[3]将非线性轮轨力分段函数拟合为关于横移量的三次方与五次方的叠加函数,并用该非线性轮轨函数求解了轮对系统的分岔图,极大地方便了理论研究非线性轮轨接触对轮对蛇形运动的影响.Zboinski 和Dusza[4-6]研究了车辆系统中悬挂参数、曲线半径、踏面和车轮名义滚动圆半径在曲线轨道上的稳定性.Kim 等[7]建立了31 个自由度的车辆系统动力学模型,通过分岔图研究发现轮对系统的线性临界速度对应亚临界Hopf 分岔,而非线性临界速度对应的是一个鞍结点.Park 等[8]利用分岔理论研究了悬挂参数与轮轨接触关系对车辆系统蛇形运动的影响,发现轮轨接触关系比悬挂参数更加影响车辆系统的蛇形运动.

在国内研究中,张卫华等[9-10]通过研究Poincaré 映射面上不动点的稳定性,得到了轨道车辆系统的周期解,并将其结果与滚动……