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车辆轮对蛇⾏运动的周期解及稳定性分析３５８?《⼯程⼒学》增刊２００２年车辆轮对蛇⾏运动的周期解及稳定性分析刘兰（兰州铁道学院机械⼯程系，⽢肃兰州７３００７０摘要：应⽤中⼼流形⼀范式⽅法研究了客车轮对蛇⾏运动的周期解及稳定性，给出了轮对蛇⾏运动周期解振幅系数及其稳定性判据。
关键词：轮对：蛇⾏运动；中⼼流形；周期解；稳定性１引⾔具有⼀定形状的铁道车辆轮对，沿着平直钢轨滚动时，会产⽣⼀种振幅有增⼤趋势的运动。
轮对⼀⾯横向移动，⼀⾯⼜绕通过其质⼼的铅垂轴转动，这两种运动的耦合构成轮对的蛇⾏运动。
车辆蛇⾏运动的稳定性研究对提⾼车辆运⾏的安全性有重要的意义。
研究车辆蛇⾏运动稳定性时，⾸先必须考虑轮轨接触间的⼏何关系及物理关系特性。
本⽂以⼀⾼速客车轮对为研究对象，考虑⾮线性轮轨接触⼏何关系及轮缘⼒，利⽤中⼼流形⼀范式⽅法研究了列车轮对的周期运动及其稳定性判据。
这～研究⽅法可从理论上近似确定轮对蛇⾏运动的周期解。
２客车轮对蛇⾏运动的⼒学模型图１为⼀客车轮对蛇⾏运动的⼒学模型图ｈ“。
这⾥考虑⾮线性轮轨接解⼏何关系，假设轮对在直线轨道上等速运动。
图中ｖ表⽰车辆轮对的运⾏速度。
崮１备⽜牝明蚝仃廷明阴⼑罕俱型轮对的运动微分⽅程为彬鹄＋＋等¨２以÷训＋Ｅ堋ｙ）－ｏⅣ＋（～⼀％眠）ｙ＋２⼀。
（譬ｙ＋等矿）＋‘＝ｏ式（１）和（２）中，Ｋ，＝ｂｌ２Ｋ，，‘＝业３ｒｂｙ“－＾ｂ’ｚ￡ｙ２９＋纽ｖｂ：ｔ‰铷２＋互ｖ丝ｂｙ：＂（川，２）作者简介刘兰（１９６３５），⼥，⼭东东平⼈．兰州铁道学院⼯程师．从事车辆⼯程研究（Ｉ）（２）！三堡⽣堂！堕型！！丝羔⼆————————————————⼆—！三２Ｅ＝；（争⼀学）ｙ３，（ｉ＝１，２）（４）其中，。
表⽰轮对的质量；Ｊ为轮对的摇头转动惯量；Ｙ和矿分别为轮对的横摆和摇头坐标；ｒ为车轮滚动圆半径：６为轮对滚动圆距离之半；』，、／≥、⼛和⼛分别为纵向蠕滑系数、横向蠕滑系数、回转?横向蠕滑系数和⾃旋蠕滑系数；磊为踏⾯斜率；％为轴重；以为车轮踏⾯等效斜率；Ｋ，和Ｋｙ分别为轮对的纵向和横向定位刚度。
蛇行运动稳定性论文：高速车辆运动稳定性的研究【中文摘要】由于高速列车具有运输能力大、消耗能量低、安全性能高、对环境污染较小以及在运行的过程中受到气候的影响小等众多优点,所以在国内外得到了很快的发展。
随着对我国既有线路的改造以及对高速铁路的兴建,高速铁路对我国的经济、生活的改变发挥着越来越大的作用。
对车辆系统的稳定性早在铁路运输事业发展初期就已经被发现,但是高速车辆运动稳定性之所以区别于以往普通车辆运动稳定性的原因就在于其在高速运行下特殊的动态环境。
高速车辆运动稳定性的研究从初期的线性模型或者是经过线性化处理的数学模型到现在考虑众多非线性因素的非线性模型,从初期的局部稳定性到现在的全局稳定性及混沌现象,其研究的深度越来越深,考虑的因素也越来越多,更加接近实际工程应用。
本文主要应用多体动力学方法,利用动力学仿真软件SIMPACK建立车辆系统多体动力学模型,研究车辆系统结构参数对车辆线性和非线性临界速度,以及对车辆系统的Hopf分岔类型的影响。
主要工作有：(1)应用多体动力学方法对车辆轮轨关系及结构参数进行分析,建立车辆动力学动力学仿真模型。
(2)详细介绍了车辆运动稳定性的相关理论,对车辆系统出现Hopf分岔原因进行了分析,并且对在仿真中线性和非线性临界速度的确定以及如何构建Hopf分岔图的方法进行了介绍。
(3)分析了几种不同踏面等效锥度和轨距下车辆系统运动稳定性、临界速度以及Hopf分岔类型的变化,得出随着等效锥度的降低车辆系统的临界速度跟着提高,车辆系统的线性和非线性临界速度差逐渐减小；随着轨距的增大车辆系统的临界速度跟着提高,轨距增大到一定值后系统出现超临界分岔,但是临界速度会因此而降低。
(4)建立抗蛇行减振器弹簧-阻尼串联的Maxwell假设模型,分析延迟时间和极限频率对车辆系统临界速度以及Hopf分岔类型的影响,得出了系统为超临界分岔的条件,为以后高速车辆运行及设计提供了参考。
(5)分析了一系、二系刚度、二系阻尼对车辆临界速度的影响,研究表明一系纵、横向刚度对车辆系统临界速度的影响是随着一系纵向和横向刚度增大而增大的,车辆系统的临界速度是先增大后减小,较大或者较小的刚度都不能获得最大的临界速度；二系纵横向刚度及阻尼也对车辆系统临界速度具有较大的影响。
蛇行运动对铁道车辆平稳性的影响探究作者：汤俊秀来源：《农村经济与科技》2018年第22期[摘要]随着我国铁路事业的快速发展，人们对乘坐铁路的舒适性、平稳性要求越来越高。
为了研究蛇行运动对铁道车辆运行平稳性的影响，本文根据蛇行运动的特点，首先仿真了转向架蛇行运动模态和车体固有振动模态，又从不同时域分析了不同速度车辆的平稳性，以及蛇行运动对车辆平稳性的影响的因素进行总结，旨在提高车辆运行的稳定性，提高铁道车辆的舒适度。
[关键词]蛇行运动;铁道车辆;平稳性;模态[中图分类号]U270.11 [文献标识码]A车体、构架、轮对以及它们之间的悬挂装置组成了铁道车辆的振动系统。
由自由振动论可得出车辆固有的振动模态，与外界的输入没有关系。
外部激扰频率与车辆固有频率接近时，就会影响乘坐的舒适性，影响乘客舒适性的原因有两个，一个是轨道不平，另一个就是轮轨之间的特殊性，即使车辆平稳行驶也会引起轮对的蛇行运动，轨道的不平对车辆稳定性的影响研究颇多，对于蛇行运动自激振动对铁路车辆的平稳性研究较少，本文就重点研究蛇行运动对车辆平稳性的影响。
1 蛇行运动的特性由于铁路车辆轮对有锥度的缘故，给它一个初始激扰，轮对就会围绕中心线一边发生横移一边摇头前进，如同蛇的运动，称之为蛇行运动。
即使车辆在平直的轨道上运行也会产生蛇行运动，这是因为它是由车辆内部非振动能量转化为持续的激振力。
轮对踏面有锥度是引起蛇行运动的条件。
自激振动源于车辆的牵引力，蛇行运动的有无是由车辆的停走决定的。
由车辆动力学系统可得出，当轮对确定以后自由轮对蛇行运动的影响主要是车辆运行速度，车辆的运行速度越大它的蛇行运动频率就越大。
对于刚性转向架来说它和自由轮对是一样的，都是随速度增大蛇行运动频率增大，在实际的车辆运行中这两种结构都是不存在的，实际的车辆运行中使用的是弹性定位转向架，它的蛇行运动频率介于自由轮对与刚性转向架之间，它也是随速度的增加蛇行频率不断增大。
由以上可看出，蛇行运动的最大特点就是跟车辆速度有关。
872024年1月上 第01期 总第421期0引言中国铁路事业日新月异，高速动车组运营的速度和公里数正在稳步提高，高速动车组的安全要求也在不断提高。
然而，由于转向架自身属性、材质或结构特性等原因，高速动车组普遍存在蛇行运动现象。
这种情况下，车体会发生横向等幅振动加剧，导致车体横向失稳，影响列车稳定性，甚至可能引发严重的安全事故。
高速动车组蛇行运动失稳诊断方法是近年来世界范围内广泛关注的一个话题。
高速动车组通过高技术手段实现高速行驶，但是在高速情况下，蛇行运动失稳往往会影响列车的行驶安全，甚至会对乘客的乘坐感受和行车舒适度产生较大影响。
因此，为了提高高速动车组的行驶安全性和乘客的舒适度，研究高速动车组的蛇行运动失稳诊断方法尤为重要。
随着科技的不断进步以及仿真技术的逐渐成熟，高速列车模型的仿真已经成为一种重要的研究方法[1-3]。
在研究高速动车组蛇行运动失稳诊断方法时，一些学者利用仿真技术模拟了列车在高速情况下的运动轨迹和振动特性，研究了蛇行运动失稳的机理，总结了影响蛇行运动稳定性的因素，并提出了一系列诊断方法[4-6]。
针对高速动车组的蛇行运动失稳问题，目前的研究主要集中在如何诊断以及预测失稳的因素和过程。
其中，辨识模型是一种常见的诊断方法，它可以对高速动车组的动力学特性和其他特征参数进行识别，并通过该模型的输出结果判断车辆是否发生失稳[7-9]。
此外，通过故障模拟和数据分析方法，可以对车辆的失稳问题进行更加深入的分析和研究。
为了具备实时性和快速性，高速动车组列车失稳检测系统需要进行健康的数据管理和全面的故障诊断。
在迭代过程中，该系统增加了以太网数据落地等新功能，可以处理较大数据量。
针对动车组列车蛇行失稳现象，本文提出一种基于列车运行中实时振动数据采集与分析的失稳诊断方法，当转向架发生异常振动或进一步引起蛇行失稳时，对实时振动数据进行滤波处理，选取有效的特征信收稿日期：2023-05-25作者简介：安普春（1989—），男，山东青岛人，硕士研究生，中级工程师，从事动车组安全监控类产品方面的研究工作。
