机械工程学报

作者：王鹏, 杨绍普, 刘永强, 刘鹏飞, 赵义伟, 张兴

单位：1. 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;2. 石家庄铁道大学交通运输学院 石家庄 050043;3. 石家庄铁道大学机械工程学院 石家庄 050043

关键词：随机系统,随机平均法,奇异边界,蛇行稳定性,随机分岔；

基金：国家自然科学基金(11790282，12172235，12072208，52072249，U1934201)和石家庄铁道大学国家重点实验室开放基金(ZZ2021-13)资助项目。

针对轮对系统的随机动力学问题,综合考虑等效锥度和悬挂刚度的随机因素影响,建立含有陀螺效应的非线性轮轨接触关系的轮对模型,研究轮对系统随机稳定性和随机Hopf分岔。利用随机平均法将轮对系统转化为一维扩散过程,通过判定奇异边界的性态,得到轮对系统随机失稳条件和失稳临界速度。理论推导求得平稳概率密度和联合概率密度函数,分析概率密度函数拓扑结构演化,确定轮对系统随机Hopf分岔类型。探究随机因素对失稳临界速度和Hopf分岔域的影响,仿真结果验证了理论分析的正确性。结果表明,扩散过程的边界性态决定了轮对系统的随机稳定性,左边界特征标值cL=1是随机失稳的临界状态。考虑随机因素后,轮对系统的稳态概率密度函数随着分岔参数增加发生两次定性性态改变,分别对应轮对系统的随机D分岔和随机P分岔,且两种随机分岔的临界速度均随着随机参激强度的增大而减小。

来源：2023年第10期

《机械工程学报》期刊编辑部

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