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提高铁路车辆动力学仿真中非赫兹轮轨接触模型的鲁棒性。 (英文) Zbl 07758123号

概要:计算稳健性是轮轨动力相互作用仿真的基本要求。为了提高轮轨非赫兹接触模型(NHM)在轮轨初始接触点和接触面积横向极值突变情况下的计算鲁棒性,本文通过改进原有的MKP+FASTSIM模型,建立了一个鲁棒的轮轨非赫接触模型(RNHM)。RNHM中应用了四种改进策略:提高轮轨接触角、轮轨刚性滑移、虚拟穿透区折减系数和非椭圆接触区的椭圆等效法。以稳健Kalker变分法(RKVM)和其他无模型改进的NHM为参考,验证了RNHM的计算精度和鲁棒性,并利用磨损车轮与标准轨道之间的接触行为验证了模型。仿真结果表明,RNHM在轮轨静态接触分析和轮轨动态接触分析中均表现出良好的计算精度和鲁棒性,四种改进策略对于提高NHM的计算鲁棒性都是有效的和必要的。轮轨接触角和轮轨刚性滑移的改善分别显著提高了轮轨横向力和轮轨纵向力的计算鲁棒性;通过对虚拟侵彻区折减系数和椭圆等效法的改进,提高了轮轨横向力和轮轨纵向力的计算鲁棒性。

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70E55型 多体系统动力学

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参考文献:

[1] 波兰,O。;Berg,M。;Iwnicki,S。;Iwnicki,S。;斯皮里亚金,M。;科尔,C。;McSweeney,T.,《铁路车辆动力学仿真》,铁路车辆动力学手册,651-722(2020),博卡拉顿:CRC出版社,博卡拉顿
[2] Ye,Y。;朱,B。;Huang,P.等人。;Peng,B.,OORNet:一种用于高速列车外轮车载状态监测和故障诊断的深度学习模型,Measurement,199(2022)·doi:10.1016/j.测量2022.111268
[3] Enblom,R.,以磨损预测为重点的轮轨界面劣化机制:文献综述,Veh。系统。动态。,47, 6, 661-700 (2009) ·doi:10.1080/0423110802331559
[4] 沙巴纳。;Zaazaa,K。;Escalona,J.,轮轨接触问题弹性力模型的发展,J.Sound Vib。,269, 1-2, 295-325 (2004) ·doi:10.1016/S0022-460X(03)00074-9
[5] 翟伟,《车辆-轨道耦合动力学理论与应用》(2019年),新加坡:施普林格出版社,新加坡
[6] Marques,F。;马加莱斯,H。;彭博,J。;Ambrósio,J。;Flores,P.,《用于改进铁路动态分析的真实车轮和轨道表面之间接触检测的三维方法》,Mech。机器。理论,149(2020)·doi:10.1016/j.机械原理2020.103825
[7] Aceituno,J.F。;乌尔达,P。;布里亚莱斯,E。;Escalona,J.L.,使用刀刃等效接触约束方法分析两点轮轨接触场景,Mech。机器。理论,148(2020)·doi:10.1016/j.机械原理2020.103803
[8] Meymand,S。;Keylin,A。;Ahmadian,M.,轨道车辆轮轨接触模型调查,车辆。系统。动态。,54, 3, 386-428 (2016) ·doi:10.1080/00423114.2015.1137956
[9] 孙,Y。;Ling,L.,轮轨非赫兹接触分析的最佳切向接触模型及其在铁路车辆动力学仿真中的应用,Veh。系统。动态。,60, 9, 3240-3268 (2022) ·doi:10.1080/00423114.2021.1942078
[10] Ayasse,J。;霍乱,H。;塞贝斯,M。;Iwnicki,S。;斯皮里亚金,M。;科尔,C。;McSweeney,T.,轮轨接触力学,《铁路车辆动力学手册》,242-278(2020),博卡拉顿:CRC出版社,博卡拉顿
[11] Kalker,J.,《滚动接触中的三维弹性体》(1990),多德雷赫特:Kluwer Academic,多德雷赫特·Zbl 0709.73068号 ·doi:10.1007/978-94-015-7889-9
[12] Johnson,K.,《接触力学》(1985),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 0599.73108号 ·文件编号:10.1017/CBO9781139171731
[13] Kalker,J.,滚动接触简化理论的快速算法,Veh。系统。动态。,11, 1, 1-13 (1982) ·doi:10.1080/00423118208968684
[14] Sichani,M。;Enblom,R。;Berg,M.,轮轨接触切向解的FASTSIM替代方案,Veh。系统。动态。,54, 6, 748-764 (2016) ·doi:10.1080/00423114.2016.1156135
[15] 翟伟。;王凯。;蔡,C.,《车辆-轨道耦合动力学基础》。系统。动态。,47, 11, 1349-1376 (2009) ·网址:10.1080/00423110802621561
[16] 刘,B。;Bruni,S.,多体系统仿真背景下轮轨接触模型的比较:赫兹与非赫兹,Veh。系统。动态。,60, 3, 1076-1096 (2022) ·doi:10.1080/00423114.2020.1847297
[17] Knote,K。;Hung,L.T.,轮轨滚动接触问题切向应力和磨损的测定,Veh。系统。动态。,15,补充1,264-277(1986)·网址:10.1080/00423118608969141
[18] Piotrowski,J。;刘,B。;Bruni,S.,车轮和轨道非赫兹接触的Kalker表集,车辆。系统。动态。,55, 6, 875-901 (2017) ·doi:10.1080/00423114.2017.1291980
[19] 孙,Y。;翟伟。;Guo,Y.,用于轮轨法向接触分析的稳健非赫兹接触方法,Veh。系统。动态。,56, 12, 1899-1921 (2018) ·doi:10.1080/00423114.2018.1439587
[20] X.赵。;Li,Z.,用三维瞬态有限元模型求解轮轨摩擦滚动接触:验证和误差分析,磨损,271,1444-452(2011)·doi:10.1016/j.wear.2010.10.007
[21] Vollebregt,E.:接触、滚动和摩擦滑动接触用户指南。技术报告TR 20-01,版本20.2,Vtech CMCC,Delft(2020)
[22] Li,Z.:轮轨滚动接触及其在磨损模拟中的应用。代尔夫特理工大学博士论文(2002年)
[23] Vollebregt,大肠杆菌。;Segal,G.,《解决共形轮轨滚动接触问题》,Veh。系统。动态。,52,补充1455-468(2014)·网址:10.1080/00423114.2014.906634
[24] Kaiser,I.,车辆-轨道相互作用模型的改进,车辆。系统。动态。,50,补充1,229-243(2012)·doi:10.1080/00423114.2012.671948
[25] 凯撒,I。;民意调查,G。;Vinolas,J.,《轮对和轨道结构柔性对轮轨接触和磨损的影响建模》,《磨损》,504-505(2020)
[26] Linder,C.:Verschleißvon Eisenbahnrädern mit Unrundheiten。苏黎世ETH博士论文(1997年)
[27] Piotrowski,J。;Kik,W.,非赫兹问题的轮/轨接触力学简化模型及其在轨道车辆动力学仿真中的应用,Veh。系统。动态。,46, 1-2, 27-48 (2008) ·doi:10.1080/00423110701586444
[28] 刘,B。;布鲁尼,S。;Vollebregt,E.,一种解决轮轨法向接触问题的非赫兹方法,考虑了偏航的影响,Veh。系统。动态。,54, 9, 1226-1246 (2016) ·doi:10.1080/00423114.2016.1196823
[29] Ayasse,J。;Chollet,H.,半赫兹条件下轮轨接触片的测定,Veh。系统。动态。,43, 3, 161-172 (2005) ·doi:10.1080/00423110412331327193
[30] Sichani,M。;恩布洛姆,R。;Berg,M.,车辆动力学仿真中建模轮轨法向接触的新方法,Veh。系统。动态。,52, 12, 1752-1764 (2014) ·doi:10.1080/00423114.2014.961932
[31] 卡齐,A。;尹,H。;塞贝斯,M。;霍乱,H。;Pozzolini,C.,建模正常轮轨接触的半分析数值方法,Veh。系统。动态。,60, 4, 1322-1340 (2020) ·doi:10.1080/00423114.2020.1854319
[32] An,B.,Wang,P.:采用虚拟穿透法和带状Boussinesq积分相结合的轮轨法向接触模型。车辆。系统。动态。,1-19 (2022). doi:10.1080/00423114.2022.2085587,在线发布
[33] 叶,Y。;孙,Y。;石,D。;彭,B。;Hecht,M.,考虑轮对偏航的非赫兹轮轨接触车轮磨损预测模型:模拟结果与现场试验结果的比较,磨损,474(2021)·doi:10.1016/j.wear.2021.203715
[34] 陶,G。;温,Z。;X.赵。;Jin,X.,轮轨接触建模对车轮磨损模拟的影响,磨损,366146-156(2016)·doi:10.1016/j.wear.2016.05.010
[35] 安,B。;马·D。;王,P。;周,J。;陈,R。;徐,J。;崔,D.,基于轮轨滚动接触和磨损分布模拟评估快速非赫兹方法,Proc。仪器机械。《工程师》,第F部分,《快速轨道交通杂志》,234、5、524-537(2020)·doi:10.1177/0954409719848592
[36] Burgelman,N。;Sichani,M。;Enblom,R。;Berg,M。;李,Z。;Dollevoet,R.,轮轨接触建模对车辆动力学仿真的影响,Veh。系统。动态。,53, 8, 1190-1203 (2015) ·doi:10.1080/00423114.2015.1039550
[37] Magalhaes,H。;Marques,F。;刘,B。;Antunes,P。;彭博,J。;弗洛雷斯,P。;Ambrósio,J。;Piotrowski,J。;Bruni,S.,铁路动态应用非赫兹接触模型的实现,多体系统。动态。,48, 1, 41-78 (2020) ·Zbl 1433.74083号 ·doi:10.1007/s11044-019-09688-y
[38] Magalhaes,H。;Marques,F。;Antunes,P。;弗洛雷斯,P。;彭博,J。;Ambrósio,J。;卡齐,A。;Sebes,M。;尹,H。;Bezin,Y.,存在道岔和道口时的轮轨接触模型,Veh。系统。动态。,61, 3, 838-870 (2023) ·网址:10.1080/00423114.2022.2045026
[39] 贝津,Y。;鲍尔森,学士。;Kik,W。;施赖伯,P。;克拉克,J。;Beuter,V.公司。;Sebes,M。;佩尔松,I。;Magalhaes,H。;王,P。;Klauser,P.,《道岔和道口动态车辆-轨道相互作用的多体仿真基准:结果和方法说明》,Veh。系统。动态。,61, 3, 660-697 (2023) ·doi:10.1080/00423114.2021.1959038
[40] Vollebregt,E.,《关于“车轮和轨道非赫兹接触的Kalker表”的评论》,Veh。系统。动态。,56, 9, 1451-1459 (2018) ·doi:10.1080/00423114.2017.1421767
[41] Piotrowski,J。;布鲁尼,S。;Liu,B.,回复EAH Vollebregt,Veh对“Kalker轮轨非赫兹接触表”的评论。系统。动态。,56, 9, 1460-1469 (2018) ·doi:10.1080/00423114.2018.1437274
[42] 阿诺德,M。;Netter,H.,轮轨系统动态模拟中接触几何的近似,数学。计算。模型。动态。系统。,4, 2, 162-184 (1998) ·Zbl 0927.70010号 ·doi:10.1080/13873959808837075
[43] 孙,Y。;翟伟。;Ye,Y。;朱,L。;Guo,Y.,偏航角影响下轮轨非赫兹法向接触问题的简化模型,Int.J.Mech。科学。,174 (2020) ·doi:10.1016/j.ijmecsci.2020.105554
[44] Vollebregt,E.,用保角接触法进行详细的轮轨几何处理,多体系统。动态。,52, 2, 135-167 (2021) ·Zbl 1475.74103号 ·文件编号:10.1007/s11044-020-09762-w
[45] Vollebregt,E.,使用平面接触方法进行详细的车轮/轨道几何处理,Veh。系统。动态。,60, 4, 1253-1291 (2022) ·doi:10.1080/00423114.2020.1853180
[46] Knote,K。;Stichel,S.,《轨道车辆动力学》(2017),纽约:施普林格,纽约·doi:10.1007/978-3-319-45376-7
[47] 翟,W。;刘,P。;林,J。;Wang,K.,CRH列车350 km/h振动特性的试验研究,国际铁路运输杂志。,3, 1, 1-16 (2015) ·doi:10.1080/23248378.2014.992819
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