车辆-轨道非线性耦合动力学的精细积分法及其应用

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Ａｂｓｒｃ：Ａｗｔｏｏｏｖｎｎｅａｔｏｅｗｅｎａｍｏｉｇｍａｓａｄａｓｒｃｕｅｗｉｈｅｅｐｉｉｐｅｉｅｔａｔｎｅｍｅｈｄｆｒｓｌｉｇｉｔｒｃｉｎｂｔｅｖｎｓｎｔｕｔｒｔｔｘｌｃｔｒｃｓｈ
振
动
与

冲
击
Ｖ０．１１３Ｎｏ８２２．０１
第３卷第８１期
ＪＯＵＲＮＡＬＢＯＦＶＩＲＡＴＩＯＮＡＮＤＨＯＣＫＳ
车辆一轨道非线性耦合动力学的精细积分法及其应用
张健，谭述君，吴昌华
（．１大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，大连１６２２大连理工大学航空航天学院，０４；１大连
ｆｒｅａｄｔｎｅａｔｏｏｃｍｏｇｔｅｔａｋｐｎｓｗｅｅａａｙｅｏｃｎｈｅｉｔｒｃｉｎｆｒｅａｎｈｒｃａｒｎｌｚｄ．ＴｈｈａｌｉｔｇａｆｔｅｉｈｍｏｅｅｕｓｔｒｓｅＤｕｍｅｎｅｒｌｏｈｎｏｇｎｏｅｍｓｗａｃｌｕａｅｔｈｅｐｅｉｅｉｔｇａｉｎｔｖｉｎｅｓｎｈｅｓａｅｓａｅｓｓｅｍａｒｘ．Ｔｈｘｒｐｌｔｏｏｍｕａｆｒｔｅａｃｌｔｄｗｉｔｒｃｓｎｅｒｔｏａｏｄｉｖｒｉｇｔｔｔ —ｐｃｙｔｍｔｈｏｉｅｅｔａｏａｉｎｆｒｌｈｏｉｔｒｃｉｎｌａｅｗｅｎｔｅｎｅａｔｏｄｂｔｅｈｍｏｉｇｍａｓｎｄｈｅｓｒｃｕｅｗａｂｔｉｅｔｇａｇｎｅｐｌｔｏｐｌｎｍｉ１ＴｈｏｖｎｓａｔｔｔｒｓｏａｎｄｗｉｈＬａｒｎｅｉｔｒｏａｉｎｏｙｏａ．ｕｅｄｎａｃｒｓｏｓｏｔｏｌｎａｎｅａｔｏｅｗｅｎｔｅｍｏｉｇｍａｓａｄｔｅｓｒｔｒｓｓｌｅｔｏｔｉｅａｉｎｙｍｉｅｐｎｅｔｈｅｎｎｉｅｒｉｔｒｃｉｎｂｔｅｈｖｎｓｎｈｔｕｃｕｅｗａｏｖｄｗｉｈｕｔｒｔｏ．Ｔｈｅ
１６２）０４１
摘要：提出精细积分法求解移动质量与结构相互作用新的计算方法。分析焊接接头不平顺和轨枕悬空对轮轨
力与轨道部件之间相互作用力的影响。该方法采用非齐次项的Ｄｈｍｌｕａｅ积分的精细积分算法，避免状态空间下系统矩阵
求逆。通过Ｌｇａｇ插值多项式获得移动质量与结构相互作用的载荷项外插公式，ａｒｎｅ无需迭代求解移动质量和结构非线性
的趋势。
关键词：移动质量；细积分；限元；精有非线性中图分类号：Ｕ１．２３１文献标识码：Ａ
Ａｅｉｅｉｔｇａｉｎｍｅｈｏｏｅｃｅｔａｋｎｎｌｎａｏｌｎｇｄｎａｉｓａｔｐｐｉａｉｎｐｒｃｓｎｅｒｔｏｔｄｆｒｖｈｉｌ－ｒｃｏｉｅｒｃｕｐｉｙｍｃｎｄｉｓａｌｃｔｏ
相互的动态响应。系统矩阵具有时不变性，需反复计算指数矩阵。在每个积分步内，用Ｅｌ梁的形函数分解移动无利ｕｅｒ
载荷项，获得移动载荷与结构相互作用时间和空间连续变化的情况。计算结果表明，轨力首个峰值主要由于焊接接头轮
不平顺造成，轨枕悬空主要影响轮轨力第二峰值。焊接接头不平顺区易出现轨枕悬空。轨枕悬空出现后，空区有扩大悬
ＺＡＧＪａＡＳｕｕ，ＨＮｉｎ，ＴＮｈ－ｎｊ
Ｃａｇｈａｈｎ．ｕ
（．ＳａｅａｏａｒｆｔｃｒｌｎｌｓｒｎｕｔａＥｕｐｅｔａｉｎｅｓｙｏＴｃｎｌｇ，Ｄｌｎ１６２，ｈｎ；１ｔｅＫｙＬｂｒｔｙｏｒｔａＡａｉｆｄｓｉｑｉｍｎ，ＤｌｎＵｉｒｉｆｅｈｏｙａｉ１０４ＣｉａｔｏＳｕｕｙｓｏＩｒｌａｖｔｏａ２ｃｏｌｆｅｎｕｉｎｓｏａｔｓａｉｎｅｓｙｏＴｃｎｌｙａｉ１０４ｈｎ）．ＳｈｏｏｒａｔｓｄＡｔｎｕｉ，ＤａＵｉｒｉｆｅｈｏｇ，Ｄａ１６２，ＣｉａＡｏｃａｒｃｌｎｖｔｏｌｎ
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