高速鐵路簡(jiǎn)支鋼桁梁橋的車橋耦合振動(dòng)分析
發(fā)布時(shí)間:2021-09-24 11:14
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速提升,高速鐵路運(yùn)輸已經(jīng)成為我國(guó)現(xiàn)代化交通體系的主干。為了滿足高速鐵路列車高速平穩(wěn)運(yùn)行的需求,橋梁占有較高的比例。因此,高速列車在橋梁上運(yùn)行時(shí)的安全性、平穩(wěn)性值得我們認(rèn)真研究。本文首先根據(jù)相關(guān)理論建立了四軸42個(gè)自由度的車輛振動(dòng)分析模型和車輛的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,分析了輪軌作用和車橋系統(tǒng)激勵(lì)源軌道不平順問題。然后以銀吳鐵路銀川黃河大橋96m簡(jiǎn)支鋼桁梁橋?yàn)楣こ瘫尘敖⒘藰蛄哼\(yùn)動(dòng)方程,并根據(jù)有限元軟件和多體動(dòng)力學(xué)軟件分別建立了簡(jiǎn)支鋼桁梁橋的空間模型和車輛模型,進(jìn)行了動(dòng)力特性的對(duì)比分析。最后建立了車橋系統(tǒng)平衡方程以及介紹了求解方法。利用數(shù)據(jù)交換,在通用有限元軟件ANSYS和UM中實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合仿真。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的車輛與橋梁的振動(dòng)性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合本文的工程背景進(jìn)行了分析,為后續(xù)分析的結(jié)果提供了數(shù)據(jù)分析依據(jù)。與此同時(shí),對(duì)簡(jiǎn)支鋼桁梁橋的仿真結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的分析以及的車橋系統(tǒng)振動(dòng)性能評(píng)價(jià)。最后對(duì)車橋耦合系統(tǒng)的不同因素進(jìn)行了研究和分析。經(jīng)過數(shù)據(jù)處理得出車橋耦合振動(dòng)的因素及結(jié)論:(1)當(dāng)車輛通過鋼桁梁橋時(shí)車橋振動(dòng)性能均滿足要求;上弦桿的橫向振動(dòng)比下弦桿大,但下弦桿的豎向振動(dòng)較大;跨中處的豎桿的豎向位...
【文章來源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
車體在空間的坐標(biāo)
1 2... ...V v v vn vNvM = diag m m m m(2.3) 1 2... ...V v v vn vNvC = diag c c c c(2.4) 1 2... ...V v v vn vNvK = diag k k k k(2.5)式中,下標(biāo)iv 為第 n 節(jié)車輛單元的序號(hào),vN 為車輛單元總數(shù)。由于車體、轉(zhuǎn)向架及輪對(duì)均具有 x、y、z、θ、φ、 六個(gè)方向的自由度,對(duì)本文研究的車輛模型(CRH2)來說,具有 42 個(gè)動(dòng)力自由度,車輛模型位移向量vx 如下 v c t 1 t 2 w1 w 2 w 3 w4x = x x x x x x x(2.6)式中,下角標(biāo) c 意為車體,下角標(biāo) t1、t2 逐一表示車輛的前、后轉(zhuǎn)向架,下角標(biāo)w1、w2 則是與前轉(zhuǎn)向架相連的前輪對(duì)和后輪對(duì),下角標(biāo) w3、w4 則是與后轉(zhuǎn)向架相連的前輪對(duì)和后輪對(duì)。車輛模型簡(jiǎn)圖如圖 2.2。上面的每個(gè)子向量ix ,均有六個(gè)自由度,即 i i i i i i ix = x y z (2.7)
- 13 -圖 2.3 時(shí)間步內(nèi)迭代法流程圖 法在時(shí)間積分步長(zhǎng) t 內(nèi)的假定:( ) (1 )t t tX X X+ = + ( ) (1 )t t t tX X X X+ = + + 2( ) (0.5 )t t t t tX X X X X + = + + + 0, t 足的平衡方程:t t t t t t t tMX CX KX F+ + + + + + =
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]反向曲線客貨共線鐵路橋梁車橋耦合分析[J]. 楊靜靜,孫加林,柯在田. 中國(guó)鐵道科學(xué). 2019(02)
[2]基于UM軟件的高速鐵路車橋系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)參數(shù)分析[J]. 王忠武. 石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[3]風(fēng)速場(chǎng)模型對(duì)風(fēng)—車—橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)特性影響研究[J]. 李永樂,強(qiáng)士中,廖海黎. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2006(01)
[4]斜拉橋在地震與列車荷載同時(shí)作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析[J]. 韓艷,夏禾,郭薇薇. 工程力學(xué). 2006(01)
[5]高速鐵路結(jié)合梁橋與列車系統(tǒng)振動(dòng)分析模型[J]. 郭向榮,曾慶元. 華中理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(03)
[6]高速鐵路多Π形預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋動(dòng)力特性及列車走行性分析[J]. 郭向榮,曾慶元. 鐵道學(xué)報(bào). 2000(01)
[7]京滬高速鐵路南京長(zhǎng)江大橋斜拉橋方案車橋系統(tǒng)振動(dòng)分析[J]. 郭文華,郭向榮,曾慶元. 土木工程學(xué)報(bào). 1999(03)
[8]高速列車-鋼桁梁橋系統(tǒng)橫向振動(dòng)隨機(jī)分析[J]. 王榮輝,郭向榮,曾慶元. 鐵道學(xué)報(bào). 1996(01)
[9]高速鐵路線上簡(jiǎn)支梁橋車橋共振問題初探[J]. 沈銳利. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 1995(03)
[10]風(fēng)和列車荷載同時(shí)作用下車橋系統(tǒng)的動(dòng)力可靠性[J]. 夏禾,陳英俊. 土木工程學(xué)報(bào). 1994(02)
碩士論文
[1]高速鐵路簡(jiǎn)支梁橋車橋耦合振動(dòng)仿真分析[D]. 王森.石家莊鐵道大學(xué) 2014
本文編號(hào):3407656
【文章來源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
車體在空間的坐標(biāo)
1 2... ...V v v vn vNvM = diag m m m m(2.3) 1 2... ...V v v vn vNvC = diag c c c c(2.4) 1 2... ...V v v vn vNvK = diag k k k k(2.5)式中,下標(biāo)iv 為第 n 節(jié)車輛單元的序號(hào),vN 為車輛單元總數(shù)。由于車體、轉(zhuǎn)向架及輪對(duì)均具有 x、y、z、θ、φ、 六個(gè)方向的自由度,對(duì)本文研究的車輛模型(CRH2)來說,具有 42 個(gè)動(dòng)力自由度,車輛模型位移向量vx 如下 v c t 1 t 2 w1 w 2 w 3 w4x = x x x x x x x(2.6)式中,下角標(biāo) c 意為車體,下角標(biāo) t1、t2 逐一表示車輛的前、后轉(zhuǎn)向架,下角標(biāo)w1、w2 則是與前轉(zhuǎn)向架相連的前輪對(duì)和后輪對(duì),下角標(biāo) w3、w4 則是與后轉(zhuǎn)向架相連的前輪對(duì)和后輪對(duì)。車輛模型簡(jiǎn)圖如圖 2.2。上面的每個(gè)子向量ix ,均有六個(gè)自由度,即 i i i i i i ix = x y z (2.7)
- 13 -圖 2.3 時(shí)間步內(nèi)迭代法流程圖 法在時(shí)間積分步長(zhǎng) t 內(nèi)的假定:( ) (1 )t t tX X X+ = + ( ) (1 )t t t tX X X X+ = + + 2( ) (0.5 )t t t t tX X X X X + = + + + 0, t 足的平衡方程:t t t t t t t tMX CX KX F+ + + + + + =
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]反向曲線客貨共線鐵路橋梁車橋耦合分析[J]. 楊靜靜,孫加林,柯在田. 中國(guó)鐵道科學(xué). 2019(02)
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[3]風(fēng)速場(chǎng)模型對(duì)風(fēng)—車—橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)特性影響研究[J]. 李永樂,強(qiáng)士中,廖海黎. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2006(01)
[4]斜拉橋在地震與列車荷載同時(shí)作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析[J]. 韓艷,夏禾,郭薇薇. 工程力學(xué). 2006(01)
[5]高速鐵路結(jié)合梁橋與列車系統(tǒng)振動(dòng)分析模型[J]. 郭向榮,曾慶元. 華中理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(03)
[6]高速鐵路多Π形預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋動(dòng)力特性及列車走行性分析[J]. 郭向榮,曾慶元. 鐵道學(xué)報(bào). 2000(01)
[7]京滬高速鐵路南京長(zhǎng)江大橋斜拉橋方案車橋系統(tǒng)振動(dòng)分析[J]. 郭文華,郭向榮,曾慶元. 土木工程學(xué)報(bào). 1999(03)
[8]高速列車-鋼桁梁橋系統(tǒng)橫向振動(dòng)隨機(jī)分析[J]. 王榮輝,郭向榮,曾慶元. 鐵道學(xué)報(bào). 1996(01)
[9]高速鐵路線上簡(jiǎn)支梁橋車橋共振問題初探[J]. 沈銳利. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 1995(03)
[10]風(fēng)和列車荷載同時(shí)作用下車橋系統(tǒng)的動(dòng)力可靠性[J]. 夏禾,陳英俊. 土木工程學(xué)報(bào). 1994(02)
碩士論文
[1]高速鐵路簡(jiǎn)支梁橋車橋耦合振動(dòng)仿真分析[D]. 王森.石家莊鐵道大學(xué) 2014
本文編號(hào):3407656
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