车辆系统刚柔耦合动力学仿真方法及仿真平台研究
| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第13-25页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第13-14页 |
| 1.2 多体系统动力学研究现状 | 第14-19页 |
| 1.2.1 多体系统动力学建模及求解 | 第14-16页 |
| 1.2.2 柔性体描述方法 | 第16-18页 |
| 1.2.3 刚柔耦合建模技术研究进展 | 第18-19页 |
| 1.3 车辆系统动力学发展现状 | 第19-21页 |
| 1.3.1 车辆系统动力学模型的发展 | 第19-20页 |
| 1.3.2 车辆系统动力学仿真软件 | 第20-21页 |
| 1.4 柔性轮对建模方法研究进展 | 第21-22页 |
| 1.4.1 轮轨接触点算法 | 第21-22页 |
| 1.4.2 柔性轮对动力学研究 | 第22页 |
| 1.5 本文主要研究内容及论文结构安排 | 第22-25页 |
| 第2章 车辆系统刚柔耦合动力学理论 | 第25-52页 |
| 2.1 一般多体系统动力学 | 第26-35页 |
| 2.1.1 刚体和柔性体空间描述 | 第26-29页 |
| 2.1.2 质量矩阵 | 第29-30页 |
| 2.1.3 力元描述 | 第30-33页 |
| 2.1.4 运动约束描述 | 第33-35页 |
| 2.1.5 系统微分代数方程组 | 第35页 |
| 2.2 轨道空间几何描述 | 第35-39页 |
| 2.2.1 曲线框架描述 | 第35-37页 |
| 2.2.2 线路过渡段描述 | 第37-38页 |
| 2.2.3 过渡点平滑 | 第38-39页 |
| 2.3 车辆系统刚柔耦合动力学 | 第39-50页 |
| 2.3.1 轨道坐标系定义 | 第39-41页 |
| 2.3.2 基于轨道坐标系的刚体描述 | 第41-43页 |
| 2.3.3 基于轨道坐标系的刚柔耦合描述 | 第43-44页 |
| 2.3.4 基于轨道坐标系的力元描述 | 第44-46页 |
| 2.3.5 基于轨道坐标系的约束描述 | 第46-47页 |
| 2.3.6 车辆系统刚柔耦合动力学方程 | 第47-48页 |
| 2.3.7 高速列车动力学建模 | 第48-50页 |
| 2.4 本章小结 | 第50-52页 |
| 第3章 柔性轮对刚柔耦合仿真方法研究 | 第52-63页 |
| 3.1 拉格朗日描述的柔性轮对刚柔耦合模型 | 第52-56页 |
| 3.1.1 轮对刚柔耦合方程 | 第52-54页 |
| 3.1.2 轮对刚柔耦合仿真中的实际问题 | 第54-56页 |
| 3.2 ALE描述的轮对刚柔耦合模型 | 第56-62页 |
| 3.2.1 任意拉格朗日欧拉描述 | 第56-58页 |
| 3.2.2 柔性轮对动力学方程 | 第58-62页 |
| 3.3 本章小结 | 第62-63页 |
| 第4章 轮轨接触关系及算法研究 | 第63-101页 |
| 4.1 轮轨接触几何计算 | 第64-79页 |
| 4.1.1 轮轨接触迹线计算 | 第66-68页 |
| 4.1.2 分区段搜索法求解接触点 | 第68-74页 |
| 4.1.3 柔性轮对轮轨接触点算法 | 第74-78页 |
| 4.1.4 柔性轮对等效接触点算法 | 第78-79页 |
| 4.2 轮轨接触几何修正 | 第79-93页 |
| 4.2.1 等效椭圆法接触参数修正 | 第79-82页 |
| 4.2.2 准弹性模型接触参数触修正 | 第82-87页 |
| 4.2.3 接触参数平滑处理方法 | 第87-93页 |
| 4.3 轮轨力计算 | 第93-99页 |
| 4.3.1 基于赫兹理论的轮轨法向力计算 | 第93-96页 |
| 4.3.2 轮轨蠕滑率计算 | 第96-98页 |
| 4.3.3 轮轨蠕滑力计算 | 第98-99页 |
| 4.4 本章小结 | 第99-101页 |
| 第5章 车辆系统刚柔耦合动力学仿真平台 | 第101-136页 |
| 5.1 车辆系统动力学仿真平台 | 第101-106页 |
| 5.2 刚柔耦合模块开发 | 第106-116页 |
| 5.2.1 刚柔耦合动力学软件功能模块 | 第106-107页 |
| 5.2.2 模态集的选取及系统方程正交化 | 第107-111页 |
| 5.2.3 惯性定常项计算 | 第111-112页 |
| 5.2.4 应力和应变模态叠加法 | 第112-113页 |
| 5.2.5 有限元结果文件输出 | 第113-115页 |
| 5.2.6 刚柔耦合程序开发 | 第115-116页 |
| 5.3 轮轨接触模块开发 | 第116-117页 |
| 5.3.1 轮轨接触几何处理类 | 第116-117页 |
| 5.3.2 轮轨接触力处理类 | 第117页 |
| 5.3.3 柔性轮对处理类 | 第117页 |
| 5.4 车辆系统动力学仿真结果及平台验证 | 第117-134页 |
| 5.4.1 多刚体车辆动力学仿真及模型验证 | 第117-125页 |
| 5.4.2 一般刚柔耦合模型验证 | 第125-129页 |
| 5.4.3 车辆系统刚柔耦合仿真及模型验证 | 第129-134页 |
| 5.5 本章小结 | 第134-136页 |
| 第6章 车辆系统刚柔耦合动力学性能分析 | 第136-166页 |
| 6.1 柔性车体刚柔耦合仿真 | 第136-139页 |
| 6.1.1 柔性车体稳定性分析 | 第136-137页 |
| 6.1.2 柔性车体平稳性分析 | 第137页 |
| 6.1.3 不同耦合方式对比 | 第137-139页 |
| 6.2 柔性构架刚柔耦合仿真 | 第139-142页 |
| 6.2.1 柔性构架曲线通过安全性分析 | 第139-140页 |
| 6.2.2 柔性构架对三角坑线路的响应分析 | 第140-142页 |
| 6.3 柔性轮对刚柔耦合仿真 | 第142-164页 |
| 6.3.1 轮对弹性变形分析 | 第142-148页 |
| 6.3.2 刚性轮对和柔性轮对仿真对比 | 第148-153页 |
| 6.3.3 柔性轮对轨道压溃动力响应分析 | 第153-157页 |
| 6.3.4 柔性轮对轨道波磨动力响应分析 | 第157-159页 |
| 6.3.5 柔性轮对短波不平顺响应分析 | 第159-164页 |
| 6.4 本章小结 | 第164-166页 |
| 结论与展望 | 第166-169页 |
| 致谢 | 第169-170页 |
| 参考文献 | 第170-179页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 | 第179-181页 |
| 附录A | 第181-187页 |
