铁道车辆动力学与控制问题的研究

采用传统悬挂方式的铁道车辆，为同时满足运行稳定性与曲线通过性能要求，在结构设计和悬挂参数的选择时，不得不进行折衷，随着铁道车辆向高速发展，要全面改善车辆的动力学性能，传统悬挂方式的潜力已接近极限，需要采用主动悬挂，本文论述了主动悬挂在铁道车辆中的应用现状，研究方法和存在的问题，并介绍了一研究领域的最新发展方向，即多体动力学与控制理论相结合的，面向系统分析与设计并行的软件思想。     

绝对空间中的铁道车辆非线性动力学仿真

从铁道车辆三维可视化建模和仿真要求出发,基于面向对象软件技术,本文叙述了绝对空间中铁道车辆非线性动力学仿真的有关力学原理和计算结构,特别是Hertz理论在空间轮轨弹性碰撞中的完整应用。并用编制的仿真软件VSDS对ManchesterBenchmarks的客车模型进行了曲线通过工况仿真,指出绝对空间中铁道车辆非线性动力学仿真的可行性和实用性。     

基于刚柔耦合系统的关键零部件动应力仿真和疲劳寿命计算

应用刚柔耦合系统动力学方法，将铁道车辆关键零部件如客车转向架构架、货车转向架交叉杆组成等作为柔性体，通过模态综合方法融合在车辆多体动力学模型中，再通过车辆动力学仿真分析，获得关键部件上危险点的动应力。根据整个寿命周期内车辆不同运用工况的组合，获得相应危险点上的动应力谱，最后应用疲劳损伤准则，进行疲劳寿命计算。作为算例，应用该方法对配装转K6型转向架的交叉杆组成进行了疲劳寿命评估。     

国际铁道车辆系统动力学研究新进展

根据第18届国际车辆系统动力学学术会议所发表的铁道车辆方面的学术论文,对近2年来国际范围内铁道车辆系统动力学的研究进展及动态进行了综合介绍与评述,包括车辆曲线通过性能、车辆运动稳定性、车辆／轨道相互作用以及其他相关方面的研究内容。在此基础上,提出了今后铁道车辆系统动力学研究的趋势和发展方向。     

耦合轮对的发展

分析了铁道车辆传统的固定轮对和独立旋转车轮在车辆动力学性能中的优势和弊端，在介绍了国外从独立旋转车轮到耦合轮对的研究过程中，还提出了另一种耦合轮对方案－－磁流体耦合轮对。分析表明，由于磁流体耦合轮对的可控性，将会使车辆动力学性能得到大幅度提高。     

支持向量回归在轮轨Hertz弹性接触计算中的应用

空间轮轨接触是铁道车辆系统动力学仿真对象模型中的重要柔性环节，基于材料线弹性假设的Hertz理论，可以给出两弹性体一般接触的复杂的隐式非线性关系.支持向量回归是统计学习理论中提出的新一代学习算法．轮轨接触计算可以使用它离线学习到一个显式的非线性关系．其逼近精度和表示复杂度可得到很好的折中．有利于铁道车辆系统动力学仿真的在线计算，     

变轨距转向架方案及其动力学特性研究

解决铁道车辆在轨距不同区间的直通运行是国际铁路联运中亟待解决的问题。本文概述了国外现有的变轨距转向架运用与发展现状，详细分析了铁道车辆变轨距技术要点及关键所在，提出了一种新型的变轨距转向架方案，并利用数值模拟方法对其动力学特性进行分析研究。     

第十七届国际车辆系统动力学会议简介

介绍了第十七届国际车辆系统动力学学术会议的基本情况，特别是概述了本次大会上宣读的所有铁道车辆动力学方面的39篇论文内容。     

轮轮系统动力学研究

探讨轮轮系统动力学的建模方法和实现计算机模拟。以车辆滚动试验台模拟直线轨道和直线不平顺轨道车辆的运动为研究对象，用Ｄｅ Ｐａｔｅｒ的车辆动力学一阶理论建立轮轮系统的动力学方程式，用ＭＡＴＬＡＢ语言编制软件，将空心轴传动高速动力车轮ＧＤＭ与Ｐ６０钢轨配合，分析计算其试验台轮轮接触的动力学参数，为高速轮轨型面的优化提供依据并为车辆在滚动试验台上运动的计算机模拟提供了一种方法。     

地铁车辆悬挂系统参数选取对车辆垂向动力学的影响

通过对广州地铁二号线车辆转向架进行动力学建模分析，说明地铁车辆悬挂系统参数的选取对车辆垂向动力学的影响，提出更优的一系弹簧的刚度值及牵引杆的刚度参数，从而使列车在垂向方向的平稳性得以改善。     

基于子结构法的车辆系统刚柔混合动力学建模方法研究

为了考虑构架弹性对车辆系统动力学性能的影响,在动力学建模时需将构架刚体替换为柔体.而采用构架全自由度结构有限元模型,由于自由度数目太大,导致动力学分析难以进行.因此,采用子结构法首先对构架有限元模型自由度进行Guyan缩减,提取主自由度模态分析结果用来生成柔性体替换动力学模型中的刚性构架.算例表明,基于子结构法的刚柔混合车辆系统动力学建模方法是可行的.     

铁路车辆多体动力学综述

多体动力学是一般力学中的一个方兴未艾的研究领域，车辆动力学作为多体方法的一个应用方向，正越来越受到科研工作者的重视。文章结合铁路车辆的特点，介绍了多体方法的基本原理，车辆系统的多体模型，车辆多体动力学的软件工程以及国内外的应用发展概况，最后指出了目前车辆多体动力学的主要研究方向和一些有待解决的技术关键。     

车辆动力学的研究和发展

随着轮／轨相互作用研究的深入，铁道车辆动力学问题需要把车辆／线路视为不可分的整体系统。由于研究中需要考虑某些部件的弹性，从而导致高频动力学的发展。理论研究和模拟软件为新型结构设计和车辆安全性检验提供了廉价工具，但试验技术仍然是不可缺少的最终手段，本文根据国际车辆和这协会第十三届学术会议上所发表的论文，介绍了上述主题的概况，在此基础上，提出对我国车辆动力学研究课题和发展方向的建议。     

基于iSIGHT的铁道车辆横向稳定性优化设计

提出了一种铁道车辆横向稳定性的优化集成设计方法,其基本原理是采用多体系统动力学分析软件SIMPACK建立铁道车辆动力学模型,采用优化软件iSIGHT,实现与SIMPACK的数据传递与过程集成,运用多岛遗传算法和序列二次规划算法相结合的优化策略,对铁道车辆悬挂参数进行优化设计,提高铁道车辆的临界失稳速度,改善其横向稳定性。实际分析计算表明,该设计方法可显著提高设计效率。     

车辆随机振动的协方差分析方法

随着车辆行驶速度的提高，旅客舒适度和行车安全性受到损害。为了有效分析这一问题，在车辆动力学的基础上引入激励成型滤波器和感觉成型滤波器，将“路－车－人”三者耦合成为一个整体动力学系统，建立完整的理论计算模型，对轨道不平顺，线性及非线性车辆模型及振动对人作用产生的感觉进行综合分析。轨道几何不平顺为平稳的正态分布和各态历经的随机变量。用多刚体系统动力学推导车辆系统运动方程。以协方差分析法在时域进行理论建模分析。引入感觉成型滤波器产生输出信号以评这振动对人体反应程度。通过求解里雅普诺夫方程直接得出有关重要参数的方差值。因为是求解线性代表方程组，计算速度快，免去频率分析法需要对谱密度函数进行积分的困难，适用于非线性及时变系统的分析，适于应用现代控制理论进行车辆系统动态特性（包括舒适度及安全性）的控制，对多输入和多输出实定量分析与综合性能控制，可有效分析高速车辆动力学特性。     

磁悬浮车辆结构动力学建模与仿真

为了准确获得磁悬浮车辆结构的动力学特性,结合上海磁悬浮示范线车辆,对磁悬浮车辆结构建模和仿真方法展开研究。通过分析整体结构受力载荷工况,给出夹层和车体结构的受力公式。采用参数化和子结构建模技术,利用多体系统软件SIMPACK建立磁悬浮车辆首车动力学模型。为简化整个磁悬浮车辆系统多体模型和提高计算效率,将车辆受到的作用力和部分刚体简化为力元或力矩。仿真结果表明,多体动力学建模可以作为磁悬浮车辆结构设计方案优劣的有效评估工具,有益于磁悬浮结构国产化设计和开发。     

车辆悬挂系统参数选取对其垂向性能的影响

通过对地铁车辆转向架进行动力学建模分析,说明该车悬挂系统参数的选取对车辆垂向动力学的影响,建议采用更优的一系弹簧的刚度值及牵引杆的刚度参数,使列车在垂向方向的平稳性得以改善.     

车辆动态曲线通过的轨道几何约束

在铁道车辆曲线通过时，推导出轮对所在轨道坐标系相对轨道动坐标系的几何约束关系，并通过两个动态曲线通过算例对理论推导的结果作了验证，为开发通用车辆动力学仿真软件提供了轨道约束单元。     

瞬态冲击下车辆动力学建模及仿真计算

车辆系统受到瞬态冲击是一种常见的工况,文章建立了瞬态冲击下车辆系统的动力学模型,采用Simulink软件对系统响应进行动态仿真计算,得出每节车在瞬态冲击下的加速度、速度、位移等动态曲线图。该仿真方法计算结果清晰,数据可靠,具有较高的工程应用价值。     

谈车辆动力学《规范》的修订

随着铁路运输技术水平的跨越提高，针对GB5599-1985《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》在运用实践中存在的汪足，对《规范》中的试验条件，试验要求，评定内容提出修订建议，并介绍了相关的国外标准。