高速列车蛇行运动分岔与不稳定极限环数值方法

【作者】 李虎； 姚远；

【机构】 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室；

【摘要】 针对铁道车辆蛇行运动分岔图中不稳定极限环通过整车动力学仿真求解困难的问题,提出一种利用多体系统动力学软件Simpack直接积分计算获取不稳定解的数值方法。利用多体系统动力学软件Simpack建立高速列车动力学模型,采用Matlab软件对拟周期解进行动态加权调整后作为车辆系统主要部件的初始状态,在光滑轨道上时域积分获取刚体运动状态,在轮对横移幅值随运行速度变化的分岔图中绘制不稳定极限环及平衡点和稳定极限环,从而得到完整的车辆蛇行运动分岔图,确定了各个速度对应的蛇行运动发散条件。最后通过多目标优化得到两种不同类型的悬挂参数匹配模式A和B,求解了抗蛇行故障工况下A车和B车在新轮和磨耗轮踏面下的蛇行运动分岔曲线。结果表明:新轮工况下均为亚临界分岔,B车存在约2mm的小幅蛇行运动,且不稳定极限环的幅值较大;磨耗轮工况下A车为亚临界分岔,开始发生小幅蛇行运动,B车发生超临界分岔,不稳定极限环存在的速度区间变小,小幅蛇行运动的幅值更大。更多还原