多体系统动力学与车辆动力学

工程中要研究的动力学系统越来越复杂，人工推导已很难胜任，因此，产生了多体系统动力学这一力学分支。其任务是：研究建立系统运动学或动力学方程的程式化的方法，编制出相应的计算机软件，计算机就会自动生成系统的运动学或动力学方程；开发出有效的稳定的数值计算方法，自动求解运动学或动力学方程，并以图形或图表的形式告知计算结果，现已成为工程中解决运动学或动力学问题的主要手段。目前，已有ＭＥＤＹＮＡ、ＮＵＣＡＲＳ等     

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。     

车辆多体系统动力学方程的有限元法

用有限元法研究车辆多体系统的动力学建模。将车辆的车体、前后转向架和各轮对等刚体作为结点,相邻结点之间的弹簧阻尼系统作为单元。根据动力学总势能不变值原理,求得车辆系统的总质量矩阵,导出各弹簧阻尼单元的刚度矩阵、阻尼矩阵和轮对的蠕滑阻尼矩阵、蠕滑刚度矩阵。采用"对号入坐"法则,形成车辆系统的总阻尼矩阵和总刚度矩阵,并对轮轨约束边界条件进行处理,从而成功建立了车辆多体系统动力学方程。     

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。     

车辆动力学系统横向稳定性的鲁棒性分析

用不确定多自由度动力学模型描述高速车辆动力学系统，以多自由度线性系统的鲁棒稳定性分析方法为基础，考虑独立参数摄动和非线性不确定性，应用李雅普诺夫稳定性理论导出了系统的横向稳定性条件，并应用该方法分析了一个承受不确定悬挂的车辆轮对的鲁棒稳定性实列，给出了稳定参数域。     

车辆动力学的多体有限元方法

本文提出一种新的车辆动力学数值仿真方法－多体有限元方法，由Ｈａｍｉｌｔｏｎ变分原理建立多连续体动力学系统的能量泛函，用Ｈｉｌｂｅｒ逐步时间积分格式求解运动方程，讨论了多体有限元方法中处理边界耦合作用的拓朴分析、微分几何分析和数学规划的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ乘子法。车辆动力学的多体有限元方法有良好的实用价值，也适用于其他工程领域。     

车辆系统刚柔耦合动力学方法研究

对刚柔耦合多体动力学的发展及研究现状进行回顾,对刚柔耦合动力学的基本建模方法进行总结,并建立了刚柔耦合动力学方程。基于近些年刚柔耦合的计算结果,进行了较为全面的概括、分析和总结,并简要展望了刚柔耦合动力学的发展趋势。     

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。     

第十三届国际车辆系统动力学大会学术交流概况

简要介绍了第十三届国际车辆系统动力学大会的概况，学术交流的主要内容以及我国组织本届会议的主要收获。     

柔性多体系统中的刚—柔耦合动力学

基于Von-Karman变形理论，描述了弹性梁中面的耦合变形和大范围刚体运动之间的耦合，利用Jourdain速度变分原理和单向递推建模方法建立了由梁式构件组成的树状柔性多体系统的程式化耦合动力学方程，通过两个典型算例验证了这种耦合变形和大范围运动之间的耦合效应对作高速大范围刚体运动柔性多体系运力学性质的影响。     

基于多体动力学仿真的城市轨道交通车辆二系悬挂故障特征分析

对国内某型城市轨道交通车辆的故障统计发现,二系悬挂故障已成为影响转向架乃至车辆安全运行的主要原因之一。基于多体动力学的方法建立该型国产城市轨道交通车辆动力学模型,并通过实车振动数据验证了模型的正确性。利用验证后的模型模拟二系悬挂故障下列车的运行状态,并采用功率谱对车体振动加速度进行分析。仿真结果表明,在考虑速度、载荷及故障个数等因素的情况下,车体垂向、横向振动频率分别在0~3.5 Hz和0~2.0Hz频段时对于二系悬挂故障最为敏感;均方根值和方差更适合作为频谱变化的量化指标;当故障造成列车部件布置不对称时,车体振动变化尤其明显。     

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。     

制动工况车辆的动力学分析

以我国主型货车Ｃ６２Ａ车为研究对象，以制动工况下车辆的动力学响应为研究内容，用动力学分析软件ＡＤＡＭＳ／Ｒａｉｌ建立仿真分析模型，通过制动与匀速工况车辆与安全怀相关参数变化情况的对比，得出施加制动力会影响车辆安全运行的结论以及影响的情形。     

柔性多体系统中的刚-柔耦合动力学

基于Von-Karman变形理论，描述了弹性梁中面的耦合变形和大范围刚体运动之间的耦合，利用Jourdain速度变分原理和单向递推建模方法建立了由梁式构件组成的树状柔性多体系统的程式化耦合动力学方程，通过两个典型算例验证了这种耦合变形和大范围运动之间的耦合效应对作高速大范围刚体运动柔性多体系统动力学性质的影响。     

车辆系统非线性运动稳定性研究

本文通过确定点映射的不动点稳定性，分析了车辆非线性系统的周期运动稳定性。给合实例，采用数值积分方法，得到非线性车辆系统的运动极限环，讨论其稳定性，分析了极限环图的稳定域，并就车辆系统非线性运动分叉现象进行了探讨。     

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.     

铁道车辆分析计算方法的新进展（上）

本文采用现代系统和控制理论及多刚体系统动力学的分析方法，对车辆的垂向和横向振动进行了分析，并推导出相应的运动方程，文章对车辆的随机激励以及相应的随机激励以及相应的随机分析也进行了描述，并简要地介绍了目前在国际上较通用的车辆系统动力学的仿真系统软件。     

《轨道车辆系统动力学》

<正>书号:9787113190156定价:54.00开本:16开适用专业:车辆作者:沈钢装帧:平装出版日期:2014年9月主要内容包括车辆动力学概述,动力学分析基础,轮轨关系理论,轨道的线路结构与不平顺,车辆系统数学模型,车辆系统的平稳性,粘着及轴重转移有关的动力学问题,轨道车辆纵向动力学,轨道车辆柔刚体动力学,轨道车辆与线桥、网、空气的耦合动力学综述等。本书是研究生专业学位课教材,也可作为从事该方向研