39、车辆运动稳定性与波动特性研究

车辆运动稳定性与波动特性研究

在车辆工程领域，拖拉机单元直线运动稳定性以及铁路车辆模型的波动特性是重要的研究方向。本文将围绕这两个方面展开探讨，介绍相关的数学模型、理论研究以及实验结果。

拖拉机单元直线运动稳定性研究

• 研究背景 ：在运输作业中，使用带驱动轴的拖车可提高拖拉机单元的生产率，但这会使拖拉机挂钩上牵引力的纵向分量减小，影响拖车直线运动的稳定性。目前，该牵引力纵向分量对拖车直线运动稳定性的影响尚未得到充分研究。
• 理论研究
  • 计算方案 ：为研究单轴带驱动轮拖车的直线运动稳定性，制定了计算方案，将实际计算方案替换为等效方案。等效方案是由质量为(m_1)和(m_2)的两个物体通过具有一个自由度的铰链刚性连接的系统，拖拉机单元在平坦水平面上运动，拖拉机直线匀速行驶，速度为(V_1)。
  • 运动方程 ：运用带不定乘子的第二类拉格朗日方程创建具有非完整约束的拖拉机单元运动方程。
    • 动能公式：(T = \frac{(m_1 + m_2)}{2}\dot{y}^2 + \frac{m_2}{2} l^2 \dot{\gamma}^2 + m_2l\dot{y} \dot{\gamma} \sin \gamma + \frac{J_2 \dot{\gamma}^2}{2})，其中(J_2)为拖车相对于其质心的转动惯量。
    • 外力功：(dA = (P_1 + P_{t2} - P_{f2})dy + [((