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我国拥有世界上最先进的铁路列车制造技术,它已成为我国最主要的客运、货运工具,并且在我国经济发展中占有极大地比重。目前,铁路列车已经成为我国居民的主要长途出行工具,但是随着居民生活水平的不断提高,人们对乘坐列车的要求不再停留在方便、快速上,对乘坐时的舒适性也愈发看重。因此,对于铁路列车乘坐舒适性的研究十分必要。 我国对旅客乘车舒适性的评价指标主要是列车运行的平稳性,而影响列车运行平稳性的主要因素是列车振动,因此本文分别以车体和人体为研究对象,通过列车垂向振动系统分析在轨道不平顺激励下车体和人体的振动对旅客乘车舒适性的影响。本文主要分为以下四个部分: 第一部分主要阐述课题的背景及意义、舒适性的概念、振动对人体的影响、国内外研究现状以及对舒适性的研究方法和内容。 第二部分主要阐述具有非线性性质的碰撞振动系统的发展现状、研究方法以及基础理论。 第三部分主要是以列车车体为研究对象,建立一类三自由度列车垂向振动系统的动力学模型,利用牛顿第二定律、模态分析法、待定系数法等数值计算方法推导系统周期运动的表达式、存在条件、Poincaré映射及其在稳定的不动点处的Jacobi矩阵,最后利用Matlab软件进行仿真,得出系统在选取区间内的分岔特性、特征值图和Poincaré截面图,分析系统在不同的控制参数下的动力学行为,揭示系统由稳定运动转变为不稳定的混沌运动的过程。同时,由图分析随着激励频率的变化,列车车体振动状态的变化对铁路旅客舒适性的影响。 第四部分主要是以人为研究对象,建立一类四自由度列车垂向振动系统的力学模型,通过数值计算和Matlab编程得到人体在不同参数条件下的分岔特性、特征值图和Poincaré截面投影图,分析系统逐渐演化为混沌的过程;同时分析随着激励频率的变化,人体振动状态的变化对铁路旅客舒适性的影响。