Wheelset/Rail Interaction under Chaotic Vibration due to High-Speed Rolling
高速滚动引起的混沌振动下轮对/钢轨的相互作用
基本信息
- 批准号:07650279
- 负责人:
- 金额:$ 1.41万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:1995
- 资助国家:日本
- 起止时间:1995 至 1996
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The experiment for railway wheelset rolling was carried out on a roller rig using a scale model and time series data of the chaotic vibration were measured in three dimensional directions. Constructing orbital data in a quasi-phase-space from the time series ones, the maximum Lyapunov exponents were calculated in detail. It was found that the number of the degree-of-freedom required in the chaotic vibration is covered from 3 to 4. Here, the roll motion is also included in the number besides the lateral and yaw motions.A remarkable feature of the chaotic vibration is "doubling peaks" phenomenon increasing with the rolling speed. Conventionally used analytical model was evaluated comparing its simulation results with the experiment data. As a result, it was clarified that the simulated results can not close to the experiment data without unpractical tuning of the several parameter values.In order to simulate the chaotic behavior of the wheelset experimented on the roller rig, two assumptions were added to the model on the situation of the collision between the wheel flange and rail side. One is the friction force acting forward on the flange and the other is some one acting backward on the tread. Then simulation results in wave-form and PSD showed reasonable agreement with the experiment data.From the simulation using the improved analytical model it became possible to estimate wheel lateral forces during chaotic rolling. So that it is expected in the future to evaluate the running safety of a truck or a vehicle under chaotic vibration by extending the analytical model to the practical structure.
利用压路机模型进行了铁路轮对滚动试验,测量了三维方向上的混沌振动时间序列数据。从时间序列构造准相空间的轨道数据,详细计算了最大Lyapunov指数。研究发现,混沌振动所需的自由度数从3个到4个不等,其中除了横摇运动和偏航运动外,还包括横摇运动,混沌振动的一个显著特征是“双峰”现象随摇速的增加而增加。对常规使用的分析模型进行了评估,并将其模拟结果与实验数据进行了比较。结果表明,如果不对几个参数值进行不切实际的调整,仿真结果与实验数据很难接近。为了模拟在压路机上试验的轮对的混沌行为,在模型中加入了轮缘与轨侧碰撞情况的两个假设。一个是作用在凸缘上的摩擦力,另一个是作用在踏面上的后向摩擦力。波形和功率谱仿真结果与实验数据吻合较好。利用改进的分析模型进行仿真,可以估计混沌滚动过程中车轮的侧向力。以期通过将分析模型推广到实际结构中,来评估卡车或车辆在混沌振动下的行驶安全性。
项目成果
期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
永井健一: "鉄道車輪軸系のカオス挙動の解析評価" 日本機械学会第5回交通・物流部門大会講演論文集. No.95-51. 163-164 (1996)
Kenichi Nagai:“铁路轮轴系统混沌行为的分析和评估”日本机械工程师学会第五届运输和物流部门会议论文集第 95-51 号(1996 年)。
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
谷藤克也: "カオス状に振動する鉄道車輪軸の転走(数値シミュレーションによる挙動解析)" 日本機械学会第5回交通・物流部門大会講演論文集. No.95-51. 159-162 (1996)
Katsuya Tanifuji:“混沌振动铁路轮轴的滚动(通过数值模拟进行的行为分析)”日本机械工程师学会第五届运输和物流部门会议论文集第 95-51 号(1996 年)。
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Katsuya Tanifuji Toru Takahashi, Ken-ichi Nagai and Toshio Sakaue: "Railway Wheelset Rolling with Chaotic Vibration (Analysis of the Behavior through Numerical Simulation)" Preprint of 5th Transportation & Logistics Symp., JSME. No.96-51. 159-162 (1996)
Katsuya Tanifuji Toru Takahashi、Ken-ichi Nagai 和 Toshio Sakaue:“铁路轮组的混沌振动滚动(通过数值模拟分析行为)”第五运输预印本
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- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
谷藤克也: "鉄道車輪軸の転走におけるカオス状振動(模型実験との比較によるシミュレーションモデルの評価)" 日本機械学会第8回計算力学講演会講演論文集. No.95-4. 239-240 (1995)
Katsuya Tanifuji:“滚动火车轮轴中的混沌振动(通过与模型实验进行比较来评估模拟模型)”第 8 届计算力学会议论文集,日本机械工程师学会第 95-240 号(1995 年)。
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- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
K. Tanifuji: "Chaotic Oscillation of a Wheelset Rolling on Rail ; Verification on Roller Rig" The Dynamics of Vehicles on Roads and on Tracks suppl to [Vehicle System Dynamics]. Vol.25. 682-693 (1996)
K. Tanifuji:“轨道上滚动轮组的混沌振荡;滚轮装置验证”道路和轨道上车辆的动力学补充到[车辆系统动力学]。
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