机械工程学报

作者：张明亮, 段佳琪, 杨新梦, 刘鹏飞, 张连朋

单位：1. 石家庄铁道大学机械工程学院 石家庄 050043;2. 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室 成都 610031;3. 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室 兰州 730070;4. 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室 石家庄 050043

关键词：改进型悬浮架,非线性振动,参数可行域,混沌；

基金：河北省高等学校科学技术研究(ZD2022064);国家自然科学基金青年(52205064);轨道交通运载系统全国重点实验室(西南交通大学)开放课题(TPL2010);光电技术与智能控制教育部重点实验室(兰州交通大学)开放课题(KFKT2020-7);河北省自然科学基金面上(A2022210024)资助项目

为了增大悬浮力和提升安全性，设计了一种用于高温超导磁通钉扎悬浮列车的抱轨式改进型悬浮架系统。首先，基于冻结镜像模型和高温超导体的混合磁场特性提出一种等效处理高温超导体的方法，利用实验数据验证了该方法的正确性，使用该方法得到改进型悬浮架系统的悬浮力数据，采用三次多项式函数进行拟合，建立悬浮力经验公式的数学模型。其次，基于数学模型建立改进型悬浮架系统的动力学方程，采用多尺度法推导系统响应的近似解析解，分析系统参数对振动响应的影响。最后，使用Melnikov方法对系统的混沌阈值进行推导，分析系统参数与运行参数对混沌阈值的影响。结果表明单位质量阻尼与单位质量线性刚度在一定范围内，可同时满足自由振动、主共振与不发生混沌运动的指标要求，且列车的运行速度对自由振动和主共振的影响较为显著，对系统的混沌阈值影响不大。研究成果为磁悬浮列车悬浮架系统的设计和确定合理的运行条件提供理论支撑。

来源：2025年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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