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车轨耦合动力学外部激励——钢轨波磨

时间:2023-10-09 05:37:02 kc120e3e精密电阻

文章目录

  • 问题说明
  • 钢轨波磨模型
  • Matlab代码说明
  • 参考资料

问题说明

钢轨波形磨损在世界铁路上很常见, 钢轨顶面呈现一定间距的波浪状态,是典型的连续谐波干扰。此外,当车轮纹理偏离几何中心时, 也会对轮轨系统造成周期性的简谐波扰。所有这些, 采用正(余) 描述弦函数简单合理。

钢轨波磨模型

对于单一谐波激扰,可以简单地用余弦函数来描述其轨道表面的形状,即
Z 0 ( t ) = 1 2 a [ 1 ? c o s ( 2 π v L ) t ] Z_0(t)=\frac{1}{2}a[1-cos(\frac{2\pi v}{L})t] Z0(t)=21a[1?cos(L2πv)t]
其中, t ∈ [ 0 , L v ] t\in [0, \frac{L}{v}] t[0,vL] L L L为不平顺波长, a a a为不平顺波深。
在这里插入图片描述对于多波激扰,上式中时间变量 t t t满足 t ∈ [ 0 , n L v ] t\in [0, \frac{nL}{v}] t[0,vnL]即可, n n n表示激扰波数, v v v表示车辆行驶速度。在多波激扰的情况下,由钢轨波磨导致的振动频率为 1 L / v \frac{1}{L/v} L/v1

Matlab代码说明

根据科学出版社出版的《车辆-轨道耦合动力学 (第四版)》建立完常规的轨道不平顺谱后,只需在其中添加以下语句即可。

L = 120e-3; a = 5e-3; N = 1;
t_corr = 0.0001: 0.0001: N*L/v;
Corr = a*(1-cos(2*pi*v*t_corr/L))/2;
Zr = GandR51+Seam_all;
N_list = [1, 2, 3, 3, 1, 1, 1, 5, 2];
T_list = [17.5, 18, 18.5, 19, 19.5, 20, 20.3, 20.8, 22.5];
for ii = 1: length(N_list)
    if N_list(ii) == 1
        Zr(T_list(ii)*length(Zr)/25+1: T_list(ii)*length(Zr)/25+length(Corr)) = Zr(T_list(ii)*length(Zr)/25+1: T_list(ii)*length(Zr)/25+length(Corr)) + Corr;
    else
        Zr(T_list(ii)*length(Zr)/25+1: T_list(ii)*length(Zr)/25+N_list(ii)*length(Corr)) = Zr(T_list(ii)*length(Zr)/25+1: T_list(ii)*length(Zr)/25+N_list(ii)*length(Corr)) + repmat(Corr, 1, N_list(ii));
    end
end

参考资料

1、车辆-轨道耦合动力学(第四版)

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