基于燕尾突变的车辆脱轨研究

发布时间：2017-05-04 17:07

  本文关键词：基于燕尾突变的车辆脱轨研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：车辆脱轨会给人民的生命财产造成巨大损失,国内外车辆脱轨事故时有报道。随着重载高速铁路的不断发展,车辆安全运行问题显得更加突出。最近几十年来从事铁路研究的专家们在脱轨理论和试验研究方面都取得了很大的进展。然而车辆脱轨问题的复杂性及其研究的困难性,导致问题仍然没有得到很好的解决,研究表明,现行的脱轨评判标准都存在着一定的不确定性和保守性,不能有效地用于车辆脱轨评价。因此,通过重新认识和分析现行的脱轨评判标准,借助突变理论的思想对车辆脱进行研究,寻求更加合理有效的评判方法来指导车辆安全运行是很有必要的。 本文在通过对车辆脱轨在国内外研究的现状以及脱轨的原因进行介绍,分析总结了现行使用的脱轨评价标准及其缺陷。利用初等突变理论对车辆脱轨进行研究,基于燕尾突变模型以脱轨系数、冲角和脱轨系数超限时间为控制变量,以车辆运行状态为状态变量构建了车辆脱轨事故燕尾突变模型,并对其突变形式和突变发生区域进行分析,利用燕尾突变模型的势函数阐述了车辆脱轨事故发生的机理；结合燕尾突变模型的分叉集,给出了车辆脱轨的临界区和脱轨区；利用多体动力学软件SIMPACK建立了车辆仿真模型,通过仿真计算得到车辆在不同工况下的脱轨系数和冲角的数据,对数据进行处理得到脱轨系数、冲角和脱轨系数超限时间在燕尾突变模型分叉集的分布情况,对定性的突变分析结果进行实例验证；提出了基于突变理论的车辆脱轨突变指数评价方法,根据归一公式对控制变量进行量化递归运算,得到不同时刻车辆运行总的突变隶属函数值,然后对车辆状态进行分析评价；参考轮轨坐标系,结合单轮对动力学分析模型建立了单轮对脱轨燕尾突变模型。
【关键词】：突变理论 脱轨系数 冲角 脱轨系数超限时间 燕尾突变模型 分叉集
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U270;U298
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 突变理论研究现状12-13
• 1.2.2 脱轨研究现状13-15
• 1.3 本文研究目的和主要内容15-16
• 1.4 小结16-17
• 第2章 突变理论及突变模型17-29
• 2.1 突变理论概述17-19
• 2.1.1 突变理论的简介17-18
• 2.1.2 突变理论研究对象及应用领域18-19
• 2.2 突变理论基本原理19-22
• 2.2.1 齐曼突变机构19-22
• 2.2.2 突变模型的基本特征22
• 2.2.3 突变约定22
• 2.3 突变理论基本模型22-27
• 2.3.1 折叠突变模型23-24
• 2.3.2 尖点突变模型24-25
• 2.3.3 燕尾突变模型25-27
• 2.4 突变模型的应用方法27-28
• 2.5 小结28-29
• 第3章 车辆脱轨评判标准的分析探讨29-37
• 3.1 脱轨的形态29-32
• 3.1.1 脱轨概念及分类29-31
• 3.1.2 车辆脱轨原因分析31-32
• 3.2 现行脱轨评判标准及其缺陷32-36
• 3.2.1 Nadal临界脱轨系数32-34
• 3.2.2 美国Weinstock标准34-35
• 3.2.3 日本JNR标准35-36
• 3.2.4 轮重减载率36
• 3.3 小结36-37
• 第4章 基于燕尾突变模型的车辆脱轨研究37-56
• 4.1 车辆脱轨事故燕尾突变模型的建立37-38
• 4.2 燕尾突变模型突变形式分析38-41
• 4.3 模型的应用41-44
• 4.4 实例仿真分析44-55
• 4.4.1 车辆系统动力学建模仿真44-49
• 4.4.2 各工况计算结果分析49-55
• 4.5 小结55-56
• 第5章 车辆脱轨突变指数评价方法56-63
• 5.1 车辆脱轨突变指数评价方法56-57
• 5.2 评价过程和步骤57-58
• 5.3 脱轨突变指数评价方法的应用58-61
• 5.4 小结61-63
• 第6章 轮对突变脱轨分析63-76
• 6.1 轮轨系统坐标系及变换63-66
• 6.2 轮对脱轨突变模型的建立66-75
• 6.2.1 轮对动力学模型66-70
• 6.2.2 单轮对脱轨突变模型70-75
• 6.3 小结75-76
• 结论与展望76-78
• 致谢78-79
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研项目79-80
• 参考文献80-82

【参考文献】

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本文编号：345452