本文關(guān)鍵詞：移動(dòng)體系與結(jié)構(gòu)相互作用分析及ANSYS實(shí)現(xiàn)　出處：《石家莊鐵道大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： Newmark法 高速鐵路 車(chē)橋耦合 ANSYS 軌道不平順

【摘要】：列車(chē)通過(guò)橋梁引起的振動(dòng),通常稱(chēng)作車(chē)-橋耦合振動(dòng),又可稱(chēng)為車(chē)橋動(dòng)力相互作用。隨著中國(guó)鐵路旅客列車(chē)速度不斷提高,貨物列車(chē)載重明顯增大,高速鐵路全面建設(shè)等,列車(chē)和軌道與橋梁的相互作用明顯增強(qiáng)。因此,對(duì)列車(chē)-橋梁動(dòng)力相互作用進(jìn)行深入分析,以便正確評(píng)估橋梁和列車(chē)動(dòng)力性能,是現(xiàn)代高速、重載鐵路橋梁設(shè)計(jì)的實(shí)際需要,同時(shí)對(duì)于研究列車(chē)在高速運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和舒適性也提供了重要幫助。本文在振動(dòng)理論和Euler-Bernoulli梁假設(shè)的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了用矩陣表達(dá)的簡(jiǎn)支梁在移動(dòng)力、移動(dòng)質(zhì)量及移動(dòng)彈簧質(zhì)量模型作用下的平衡方程。基于Newmark法在ANSYS環(huán)境下利用APDL編制程序求解變系數(shù)微分方程,對(duì)采用移動(dòng)力、移動(dòng)質(zhì)量、移動(dòng)彈簧質(zhì)量模型下的簡(jiǎn)支梁的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行研究。并利用ANSYS采用位移接觸法建立求解三種車(chē)橋耦合的有限元模型,并將其計(jì)算的數(shù)值解與解析解進(jìn)行對(duì)比。其次對(duì)移動(dòng)質(zhì)量速度、移動(dòng)質(zhì)量大小及導(dǎo)數(shù)簡(jiǎn)化對(duì)移動(dòng)質(zhì)量模型下簡(jiǎn)支梁動(dòng)力響應(yīng)的影響進(jìn)行計(jì)算分析。研究了在彈簧質(zhì)量模型下移動(dòng)車(chē)輛速度與簡(jiǎn)支梁振動(dòng)最大撓度和最大加速度的關(guān)系。然后在時(shí)間頻域表示的軌道不平順功率譜的基礎(chǔ)上利用APDL編制程序?qū)壍啦黄巾樳M(jìn)行模擬。用模擬得到的時(shí)域不平順曲線反求其功率譜密度函數(shù),以確保時(shí)域不平順曲線的正確性。推導(dǎo)了簡(jiǎn)支梁在移動(dòng)質(zhì)量及移動(dòng)彈簧質(zhì)量模型下,受重力作用及梁形為正弦波時(shí)的用矩陣表達(dá)的平衡方程�；贜ewmark法在ANSYS環(huán)境下利用APDL編制程序求解變系數(shù)微分方程,并利用ANSYS采用位移接觸法建立求解在受重力作用及梁形為正弦波時(shí)的有限元模型,并將其計(jì)算的數(shù)值解與解析解進(jìn)行對(duì)比。將模擬得到的不平順引入質(zhì)量彈簧模型,研究其對(duì)橋梁和車(chē)輛的響應(yīng)帶來(lái)的影響。最后利用ANSYS建立32 m簡(jiǎn)支箱梁以及24 t軸重的高速列車(chē)有限元模型,用位移接觸法求解列車(chē)在軌道上的運(yùn)行過(guò)程。通過(guò)瞬態(tài)分析,對(duì)列車(chē)在軌道上的振動(dòng)特性進(jìn)行分析。結(jié)果表明,ANSYS可對(duì)高速列車(chē)及橋梁進(jìn)行良好的仿真動(dòng)力分析,對(duì)車(chē)-橋耦合的研究提供便利條件,免去編制特殊程序求解變系數(shù)微分方程的煩惱,并為車(chē)-橋耦合分析提供了方法和依據(jù)。
[Abstract]:The vibration caused by the train passing through the bridge, usually known as the coupling vibration of vehicle bridge, also known as the vehicle bridge dynamic interaction. With the speed of China railway passenger train increases, freight train load increases obviously, high-speed railway comprehensive construction, interaction between train and track and Bridge significantly enhanced. Therefore, the in-depth analysis of the train bridge dynamic interaction, in order to correctly evaluate and train bridge dynamic performance, is the actual needs of the design of modern high-speed, heavy haul railway bridge, but also for the study of train stability in high speed operation and comfort also provide important help. Based on the vibration theory and Euler-Bernoulli beam assumption, the formulas for the matrix expression of beam in the mobile force balance equation of quality model of mobile quality and mobile spring. Newmark method using APDL programming in ANSYS environment based on The solution of variable coefficient differential equation, the moving force, moving mass, dynamic analysis of beam moving spring mass model of the response. The finite element model is established by using ANSYS to solve three coupled with displacement contact method, and the numerical solution of the calculation are compared with analytic solutions. Then the mobile quality speed the moving mass size and derivative simplified calculation and analysis of the influence of dynamic response of a simply supported beam moving mass model. The research on the relationship of mobile vehicle speed and maximum deflection of simply supported beam vibration and acceleration in the spring mass model. Then said in the time domain of Track Irregularity Based on the power spectrum of the APDL program on track irregularity the time domain simulation. The simulated irregularity curve reverse the power spectral density function, to ensure the accuracy of the time-domain irregularity curve was deduced. Jane In the mobile and mobile beam quality spring mass model, using the matrix expression of equilibrium equations of gravitation and beam is sine wave. The Newmark method in the ANSYS environment using APDL program to solve differential equations with variable coefficients based on, and use ANSYS to establish in solution under the action of gravity and beam shape for the sine wave finite element the model uses a displacement contact method, and the numerical calculation of the solution is compared with the analytical solution. The simulation results of the irregularity into a mass spring model, study the influence on response of bridge and vehicles brought. Finally, using ANSYS to establish 32 m simply supported box girder and 24 t axle load of high-speed train running finite element model. The process of using the displacement contact method for solving train on the track. By transient analysis, the vibration characteristics of the trains were analyzed. The results show that ANSYS can be a good imitation of high-speed train and Bridge The real dynamic analysis provides a convenient condition for vehicle bridge coupling research. It avoids the trouble of compiling special procedures to solve variable coefficient differential equations, and provides a method and basis for vehicle bridge coupling analysis.

【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U441.3

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本文編號(hào)：1392404