發(fā)布時間：2023-02-11 11:08

　　鐵路列車與軌道間的動力相互作用過程,是機(jī)車縱向動力牽引下的復(fù)雜非線性空間隨機(jī)和時域演化行為之集合。作為列車系統(tǒng)的導(dǎo)向及支撐結(jié)構(gòu),軌道系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式、材料類型及地質(zhì)環(huán)境等因素在空間的隨機(jī)分布將導(dǎo)致列車-軌道系統(tǒng)物理、力學(xué)及幾何特性的空間變異性;此外,列車-軌道系統(tǒng)動力相互作用是長時效的動力循環(huán)過程,若以運(yùn)營時間為軸線,則列車-軌道系統(tǒng)的材料疲勞傷損、性能蛻化等問題將具有時間演化效應(yīng)。由上可知,列車-軌道系統(tǒng)空時隨機(jī)動力分析是采用多學(xué)科交叉手段客觀描述列車-軌道系統(tǒng)參數(shù)、幾何激振源及其系統(tǒng)動力行為之間相互關(guān)系、關(guān)聯(lián)規(guī)律與統(tǒng)計(jì)特征的一項(xiàng)基礎(chǔ)性研究。一般而言,列車-軌道系統(tǒng)的空時行為具有高維、相關(guān)及不確定特征,對其進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)一地表征是實(shí)現(xiàn)列車-軌道隨機(jī)系統(tǒng)高效分析的基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步貼近列車-軌道系統(tǒng)的真實(shí)物理、力學(xué)狀態(tài),研究列車-軌道系統(tǒng)在空時域隨機(jī)狀態(tài)下系統(tǒng)運(yùn)行姿態(tài)、統(tǒng)計(jì)特征及動力演化等方面的工作,亟待開展列車-軌道系統(tǒng)空時隨機(jī)分析研究。綜上,本博士論文以鐵路大系統(tǒng)動力學(xué)理論為力學(xué)框架和指導(dǎo)思想,采用多學(xué)科交叉方法開展了如下研究工作:(1)經(jīng)典的車輛-軌道耦合動力學(xué)模型主要基于力素平衡法...

【文章頁數(shù)】：196 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 .研究背景、現(xiàn)狀及意義
        1.1.1 .研究背景
        1.1.2 .研究概況
        1.1.3 .研究意義
    1.2 本文的主要研究內(nèi)容、關(guān)鍵問題、方法及技術(shù)路線
        1.2.1 .研究內(nèi)容
        1.2.2 .關(guān)鍵問題
        1.2.3 .研究方法
        1.2.4 .技術(shù)路線
第2章 列車-軌道系統(tǒng)動力相互作用模型
    2.1 .能量變分原理
    2.2 .列車-軌道相互作用模型
        2.2.1 .列車系統(tǒng)動力矩陣
        2.2.2 .軌道系統(tǒng)動力矩陣
        2.2.3 .列車-鋼軌耦合的動力矩陣(輪軌剛性接觸)
        2.2.4 .列車-鋼軌耦合的動力矩陣(輪軌彈性接觸)
        2.2.5 .列車-鋼軌耦合的荷載列陣(翟模型)
        2.2.6 .曲線通過時列車受力分析
        2.2.7 .動力矩陣求解
    2.3 .有砟軌道系統(tǒng)動力學(xué)模型
        2.3.1 .鋼軌-軌枕-道床相互作用模型
        2.3.2 .鋼軌-軌枕相互作用模型
    2.4 .模型驗(yàn)證
        2.4.1 .與翟模型結(jié)果對比
        2.4.2 .與實(shí)測結(jié)果對比
    2.5 .數(shù)值算例
        2.5.1 .列車脫軌
        2.5.2 .響應(yīng)譜與激勵譜相關(guān)性
    2.6 .結(jié)論
第3章 列車-軌道系統(tǒng)空時隨機(jī)場表征、狀態(tài)演化與估計(jì)
    3.1 .軌道參數(shù)隨機(jī)場模擬
        3.1.1 .參數(shù)獨(dú)立
        3.1.2 .參數(shù)相關(guān)
    3.2 .軌道狀態(tài)估計(jì)方法
        3.2.1 .空間分布估計(jì)
        3.2.2 .長時效估計(jì)
    3.3 .軌道不平順概率模型
        3.3.1 .軌道不平順的隨機(jī)場描述
        3.3.2 .功率譜密度(PSD)表征
        3.3.3 .軌道不平順譜密度概率學(xué)統(tǒng)計(jì)
        3.3.4 .用于譜密度反演的時-頻轉(zhuǎn)換方法
    3.4 .軌道不平順譜演化模型
        3.4.1 .基于實(shí)測數(shù)據(jù)的軌道不平順演化譜統(tǒng)計(jì)表征
        3.4.2 .演化模型非線性擬合
        3.4.3 .不確定因子的定義
    3.5 .系統(tǒng)空時特性的聯(lián)合表征
第4章 列車-軌道空時隨機(jī)分析模型構(gòu)建及其驗(yàn)證
    4.1 .針對車輛-軌道系統(tǒng)的循環(huán)計(jì)算方法
        4.1.1 .軌道參數(shù)縱向均勻條件下的循環(huán)計(jì)算構(gòu)造方法
        4.1.2 .軌道參數(shù)不均勻條件下的循環(huán)計(jì)算構(gòu)造方法
    4.2 .針對列車-軌道系統(tǒng)的循環(huán)計(jì)算方法
    4.3 .方法驗(yàn)證
        4.3.1 .參數(shù)均勻的軌道系統(tǒng)
        4.3.2 .參數(shù)不均勻的軌道系統(tǒng)
    4.4 .列車-軌道系統(tǒng)空時隨機(jī)分析模型構(gòu)造
    4.5 .模型驗(yàn)證
        4.5.1 .與國外模型的對比
        4.5.2 .與實(shí)測軌道不平順激勵結(jié)果對比
        4.5.3 .軌道參數(shù)估計(jì)方法驗(yàn)證
    4.6 .結(jié)論
第5章 列車-軌道系統(tǒng)空間隨機(jī)分析
    5.1 .列車-軌道系統(tǒng)動力可靠度計(jì)算
        5.1.1 .概率密度演化方法
        5.1.2 .可靠度計(jì)算
        5.1.3 .數(shù)值算例
        5.1.4 .基本結(jié)論
    5.2 .列車-軌道系統(tǒng)動力響應(yīng)關(guān)系研究
        5.2.1 .概率一般過程模型
        5.2.2 .系統(tǒng)響應(yīng)間的概率統(tǒng)計(jì)關(guān)系
        5.2.3 .基于概率一般關(guān)系模型的響應(yīng)預(yù)測
        5.2.4 .概率一般關(guān)系模型的修正方法
        5.2.5 .基本結(jié)論
    5.3 .列車-軌道系統(tǒng)敏感性及限值分析
        5.3.1 .全局敏感性分析
        5.3.2 .限值分析
        5.3.3 .基本結(jié)論
    5.4 .軌道參數(shù)隨機(jī)的動力學(xué)影響分析
        5.4.1 .不同概率分布的影響
        5.4.2 .參數(shù)不均勻和隨機(jī)不平順的動力學(xué)影響比較
        5.4.3 .基本結(jié)論
第6章 列車-軌道系統(tǒng)動力演化分析
    6.1 .演化模型的參數(shù)統(tǒng)計(jì)及驗(yàn)證
        6.1.1 .軌道不平順演化模型參數(shù)計(jì)算
        6.1.2 .軌道不平順極值和TQI指標(biāo)預(yù)測
        6.1.3 .動力響應(yīng)預(yù)測
    6.2 .列車-軌道系統(tǒng)長時效動力響應(yīng)預(yù)測
        6.2.1 軌道不平順演化分析
        6.2.2 .系統(tǒng)動力響應(yīng)演化
    6.3 .討論
結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄1
        附錄1 .1.蠕滑系數(shù)計(jì)算
        附錄1 .2.輪軌力計(jì)算
    附錄2
    附錄3
    附錄4
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及從事科研項(xiàng)目情況
    發(fā)表論文
    科研項(xiàng)目



本文編號：3740270