摘要：研究了铁路车辆系统中存在的非线性因素,介绍了修正双步长显式法,给出了该算法的数学表达式。基于简化的非线性车辆系统动力学模型,利用铁路车辆系统中的5个典型非线性算例,对比分析了修正双步长显式法、Newmark法、Wilson-θ法、Runge-Kutta法、翟方法和精细积分法,指出了这些算法在非线性铁路车辆系统中的适用范围。研究结果表明：Newmark法和Wilson-θ法不适用于非线性铁路车辆系统;Newmark法、Wilson-θ法和Runge-Kutta法在包含非线性垂向轮轨力的车辆系统中会产生虚假振荡;仿真时间为2s,时间步长分别为0.4、0.1、0.01ms时,修正双步长显式法的耗时分别为0.198、0.829、7.772s,在6种算法中耗时最短或较短;当非线性铁路车辆系统的自由度较大时,推荐采用修正双步长显式法和翟方法。

关键词：车辆工程 非线性系统 时间积分算法 数值模拟 垂向动力学 

单位：西南交通大学牵引动力国家重点实验室 四川成都610031