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非线性铁路车辆系统的时间积分算法
  • ISSN号:1671-1637
  • 期刊名称:《交通运输工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U270.11[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51275432,51405402,51505390); 四川省科技计划项目(2014JY0242)
中文摘要:

研究了铁路车辆系统中存在的非线性因素,介绍了修正双步长显式法,给出了该算法的数学表达式。基于简化的非线性车辆系统动力学模型,利用铁路车辆系统中的5个典型非线性算例,对比分析了修正双步长显式法、Newmark法、Wilson-θ法、Runge-Kutta法、翟方法和精细积分法,指出了这些算法在非线性铁路车辆系统中的适用范围。研究结果表明:Newmark法和Wilson-θ法不适用于非线性铁路车辆系统;Newmark法、Wilson-θ法和Runge-Kutta法在包含非线性垂向轮轨力的车辆系统中会产生虚假振荡;仿真时间为2s,时间步长分别为0.4、0.1、0.01ms时,修正双步长显式法的耗时分别为0.198、0.829、7.772s,在6种算法中耗时最短或较短;当非线性铁路车辆系统的自由度较大时,推荐采用修正双步长显式法和翟方法。

英文摘要:

The nonlinear elements existing in railway vehicle system were studied,a corrected explicit method with double time steps was introduced,and the corresponding mathematical expressions were provided.Based on the simplified dynamics models of nonlinear railway vehicle system,five typical nonlinear examples of railway vehicle system were used to contrastively analyze the corrected explicit method with double time steps,Newmark method, Wilson-θmethod,Runge-Kutta method,Zhai method and the precise integration method,and the application scopes of the methods in nonlinear railway vehicle system were pointed out.Research result shows that Newmark method and Wilson-θmethod are not applicable for nonlinear railway vehicle system.Newmark method, Wilson-θ method and Runge-Kutta method can lead to spurious vibration in vehicle system including nonlinear vertical wheel-rail forces. When simulation time is 2sand time steps are 0.4,0.1,0.01 ms respectively,the consumed times of corrected explicit method with double time steps are respectively 0.198,0.829,7.772 sthat are the shortest or the shorter in six algorithms.When the degree of freedom for nonlinear railway vehicle system is larger,the corrected explicit method with double time steps and Zhai method are recommended to use.1tab,10 figs,20refs.

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期刊信息
  • 《交通运输工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:长安大学
  • 主编:陈荫三
  • 地址:西安市南二环路中段
  • 邮编:710064
  • 邮箱:jygc@chd.edu.cn
  • 电话:029-82334388
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-1637
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1369/U
  • 邮发代号:52-195
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:13453