现代轨道车辆系统动力学基础  200900M05001H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:曾晓辉
授课时间: 星期二,第1、2 节
授课地点: 教一楼324
授课周次: 1、2、3、4、5、7、8、9、10
授课时间: 星期二,第1、2 节
授课地点: 教一楼324
授课周次: 11
授课时间: 星期四,第1、2 节
授课地点: 教一楼324
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10
课程编号: 200900M05001H 课时: 40 学分: 2.00
课程属性: 专业普及课 主讲教师:曾晓辉 助教:吴晗
英文名称: Fundamentals of Modern Rail Vehicles System Dynamics 召集人:

教学目的、要求

本课程为面向力学、机械工程和从事相关研究工作的其他领域学科各专业硕士生和博士生开设的专业普及课,主要授课对象是未来技术学院、工学学院中工程力学、车辆工程、固体力学、一般力学与力学基础、流体力学等专业的学生,其他学院和专业的学生也可选学。针对高速轮轨列车、高速磁悬浮列车和未来超高速轨道交通车辆等蓬勃发展的领域,重点讲述线性和非线性振动基本原理和分析方法、轮—轨滚动接触理论,轮轨车辆的蛇行形运动稳定性、轮轨车辆对轨道激励的响应、磁悬浮车辆的稳定性、高速轨道车辆的稳定性和平稳性。

预修课程

教 材

自编讲义(讲义未完成前以PPT讲解为主)

主要内容

第一章、概论(2学时),
1.1  结构动力学概述(0.5学时)
1.2  结构动力学研究的基本方法(0.5学时)
1.3  运动方程的建立(1学时)

第二章、单自由度和多自由度系统(5学时)
2.1  单自由度系统自由振动(1学时)
2.2  单自由度系统的受迫振动(1学时)
2.3  多自由度系统的自由振动(1学时)
2.4  模态参数识别(1学时)
2.5  模态叠加法(1学时)

第三章、非线性振动基础(4学时) 
3.1  非线性系统概述(1学时):
3.2  解的稳定性(2学时):
3.3  自激振动和参数振动(1学时)

第四章、随机振动基础(4学时)
4.1  随机函数的统计描述(0.5学时)
4.2  概率密度分布函数(0.5学时)
4.3  频谱分析(1学时)
4.4  随机激励响应(2学时)

第五章、轮—轨滚动接触理论(6学时)
5.1  轮轨接触几何关系(1学时)
5.2  轮轨蠕滑理论(1学时)
5.3  轮轨法向接触理论(2学时)
5.4  轮轨滚动接触经典理论(2学时)

第六章、轮轨车辆的蛇行运动稳定性(5学时)
6.1  车辆蛇行运动与自激振动机理(1学时)
6.2  车辆蛇行运行稳定性仿真分析方法(2学时)
6.3  车辆的蛇行失稳极限环分岔形式(2学时)

第七章、轮轨车辆对轨道激励的响应(5学时)
7.1  车辆振动引论(1学时)
7.2  车辆在直线轨道上的动力响应(2学时)
7.3  车辆在曲线轨道上的动力响应(2学时)

第八章、磁悬浮磁悬浮车辆的稳定性(3学时)
8.1  磁悬浮车辆引论(1学时)
8.2  磁悬浮车辆动力响应的分析方法和稳定性(2学时)

第九章、高速轨道车辆的稳定性和平稳性(6学时)
9.1  气动载荷对高速轨道车辆运动稳定性的影响机理(1学时)
9.2  考虑气动载荷的高速轮轨车辆在直线轨道上的运动稳定性(1学时)
9.3  考虑气动载荷的高速轮轨车辆在曲线轨道上的运动稳定性(1学时)
9.4  考虑陀螺效应的高速轮轨车辆的运动稳定性(1学时)
9.5  考虑气动载荷和轨道不平顺的高速轮轨车辆的动力响应(1学时)
9.6  考虑气动载荷的高速磁悬浮车辆的运动稳定性(1学时)

参考文献

1. R.W.克拉夫, J. 彭津著,结构动力学,王光远等译,高等教育出版社,2006. 
2.王福天,车辆系统动力学,中国铁道出版社 1994