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基于延续算法的六轴机车蛇形运动分岔分析
  • ISSN号:1671-1637
  • 期刊名称:《交通运输工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U260.112[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:[1]西南交通大学力学与工程学院,四川成都610031, [2]安徽建筑工业学院土木工程学院,安徽合肥230022
  • 相关基金:教育部长江学者与创新团队发展计划项目(IRT0452)
中文摘要:

以六轴机车系统为研究对象,采用Vermeulen-Johnson蠕滑理论和一分段线性函数分别计算轮轨滚动接触蠕滑力和轮缘力,研究了机车系统运行于理想平直轨道上的蛇形运动分岔问题。将基于切向量进行预测、牛顿迭代进行校正、可逐步求解整个系统解分支曲线的延续算法应用于机车系统的Hopf分岔及周期解的追踪和求解。计算结果表明:车辆系统在速度达到53.700m·s^-1时,从稳定的定常解分岔出一不稳定的周期解,该周期解在速度降到50.855m·s^-1时又恢复了稳定,在此过程中出现的亚临界Hopf分岔会引起系统摆振幅值出现突跳与迟滞现象;在低速及高速情况下的一些速度区间,机车系统都有可能出现多种摆振形式共存的非线性动力学现象。

英文摘要:

A six-axle locomotive with simple nonlinearities was taken as the study object. The creep forces and the flange forces between wheels and rails in roiling contact were decided by the Vermeulen-Johnson creep force laws and piecewise function respectively. The hunting motion and bifurcation behavior of the locomotive running on ideal straight and perfect track were analyzed in detail. Based on tangent predictor, Newton iteration corrector and computing the entire solution branches step by step, a continuation algorithm was presented to calculate and track the limit cycles in the locomotive system. It is pointed out that an unstable periodic solution is bifurcated from a stable stationary solution when vehicle speed reaches 53. 700 m·s^-1, while the unstable periodic solution remains its stability when the speed reduces to 50. 855 m·s^-1. In the processes, the subcritical Hopf bifurcation can cause the jump and hysteretic phenomena of the oscillating amplitude. The result indicates that such nonlinear phenomena as the coexistence of some oscillations may appear in some either low or high speed range of the locomotive.

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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