机械工程学报

作者：任君临, 李强, 任尊松, 吴养民

单位：北京交通大学机电学院 北京 100044

关键词：Maxwell模型,阻尼力计算,数值积分方法,车辆系统动力学；

基金：国家重点研发计划(2022YFB3402901)和国家自然科学基金重点(U2368215)资助项目。

Maxwell模型是车辆动力学研究常用的一种减振器模型之一。相比于简化模型，Maxwell模型引入串联刚度，因而该模型更为合理。由于Maxwell模型存在阻尼力数值求解困难问题，因此该模型多用于较少自由度的车辆系统动力学理论推导和解析，难以应用于多自由度车辆系统动力学数值仿真研究。首先，提出一种可用于车辆系统动力学仿真计算的Maxwell模型载荷数值积分方法，该方法包括两种数值积分格式，其中一种积分格式是载荷由减振器两端总位移、黏性阻尼位移和速度确定，另一种积分格式是载荷由减振器两端总位移、黏性阻尼位移和速度及加速度确定。其次，通过建立包含弹簧及Maxwell模型的一个单质量系统，采用数值方法获得该系统的自由振动响应，验证Maxwell模型阻尼力数值积分方法的有效性和合理性。最后，利用车辆-轨道系统动力学模型并应用提出的数值积分方法对车辆系统进行动力学仿真计算，获得车辆系统的减振器阻尼力和轮轨接触力，验证Maxwell模型阻尼力数值积分方法在动力学仿真中应用的合理性。结果表明，提出的Maxwell模型载荷数值积分方法，可应用于车辆系统动力学数值研究，且具有优良的数值计算结果准确性。相比于简化模型，采用Maxwell模型获得的仿真结果更为合理。

来源：2025年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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