列车轨道路基系统动力学复习题14

列车－轨道－路基系统动力学复习思考题

1.熟练掌握哈密尔顿原理及动力学程序编制中的自动对号原则的应用。对于自由度较少的多刚体系统，要求：

（1）能够依据振动模型写出组建振动方程的动能、势能和虚功表达式；

（2）能够依据动能、势能和虚功表达式画出振动模型；

（3）能够依据动能、势能和虚功表达式，写出振动系统总质量矩阵、总刚度矩阵、总阻尼矩阵和总荷载列阵。

对于自由度较多或含有连续体的振动系统，要求：

（1）能够对照振动模型，看懂组建振动方程的动能、势能和虚功表达式；

（2）能够依据动能、势能和虚功表达式，部分地写出振动系统总质量矩阵、总刚度矩阵、总阻尼矩阵和总荷载列阵。

2.关于数值积分的要求：

（1）数值积分的实质是什么？

（2）选择数值积分方法的主要原则是什么？

（3）数值计算中，数值试验的内容和目的是什么？

3.名词解释：时域分析、频域分析、传递函数、脉冲响应、蠕滑、蛇形运动、曲线通过、瞬态响应、稳态响应等。

4．简述重载车辆和高速车辆结构上的特点和设计中的重点。

5.写出六自由度车辆垂向振动平面模型的动能、势能及虚功表达式，并写出振动方程组的总质量矩阵、总阻尼矩阵、总刚度矩阵及荷载列阵。

6．简述轮轨间蠕滑力的计算及迭代修正方法。

7．简述轮轨接触应力及蠕滑力系数的计算方法。

8．简述车辆蛇形运动的概念、产生原理、影响因素与控制措施。

9．写出六自由度转向架曲线动力通过模型的动能、势能及虚功表达式。

10．简述曲线通过时转向架与线路曲线的位置关系。

11.简述轨道振动分析中的三大类模型的特点及主要功用。

12.用有限单元方法求解两跨（3枕）点支承轨道平面模型的振动，写出动能、势能和虚功表达式，写出总质量矩阵、总阻尼矩阵、总刚度矩阵。

13.简述轨道振动分析中，有限单元法与模态法及其优缺点。

14.简述路基动力分析中的主要建模方法。

15.简述轮轨之间的垂向力、蠕滑力及轮缘力在振动中的耦合关系。

16.推导单轮－双层连续支承叠合梁轨道轮轨垂向耦合振动模型的振动方程，简述采用导纳方法求解的过程。

17.依据对轮轨系统结构及其相互联系特征的描述，画出所要求的振动模型，并写出全部或部分动能、势能及虚功表达式。

例如：三轴转向架机车由1个车体和2个三轴转向架组成，车体、转向架构架、轮对视为刚体，车体与转向架间的二系悬挂弹簧和阻尼器设于转向架构架侧梁上，弹簧具有垂向和横向约束刚度，阻尼器只提供垂向阻尼，转向架构架与轮对间设一系悬挂弹簧和阻尼，弹簧具有垂向、横向和纵向约束刚度，阻尼器只提供垂向阻尼。轨道包含N根轨枕的长度，两股钢轨均为垂向和水平面内的双向可弯梁，轨枕为刚体，扣件、道床和路基简化为弹簧阻尼元件。轮轨间竖向由赫兹接触弹簧耦合，纵横向由蠕滑力耦合，如有轮缘贴靠钢轨考虑轮缘力作为未知变量。（1）画出整车轨道轮轨系统垂向－横向空间耦合振动模型图；（2）如用有限单元法离散振动模型，每一刚体为1个刚体单元，每一枕跨内的钢轨为1个梁单元，说明共有多少个自由度，各自由度的名称及数量；（3）写出车辆部分的势能表达式。

18.试论述轮轨系统动力学在机车车辆结构设计（含汽车）、线路平纵面设计（含公路路线）、轨道结构设计与不平顺控制（含路面）、路基结构设计（含公路路基）、病害成因研究及维修养护等方面的应用。

19.研究方案撰写。依据轮轨系统动力学原理以某一指定的选题撰写研究方案，包括：问题的实质、研究目的及思路、动力学建模的思路、拟计算分析的动力学变量、主要参数及其获取方法、评判的依据、可能采取的技术措施等。要求语言简练、观点明确、思路清楚、方案可行。