車輛通過結(jié)構(gòu)時(shí),會(huì)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動(dòng)力沖擊作用,而結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反過來又會(huì)引起車輛的振動(dòng),這就是車輛與結(jié)構(gòu)耦合振動(dòng)問題。對車輛—結(jié)構(gòu)相互作用進(jìn)行深入研究,正確評估車輛和結(jié)構(gòu)的動(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,對分析車輛在高速運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性舒適性提供了重要幫助。基于車橋振動(dòng)的古典理論即利用勻速移動(dòng)常量力模型、勻速移動(dòng)質(zhì)量模型和勻速移動(dòng)彈簧質(zhì)量模型,推導(dǎo)了以上各種模型與簡支梁相互作用的動(dòng)力方程。利用Newmark法編制相應(yīng)的APDL求解程序求解微分方程得到數(shù)值解,通過ANSYS建立三種有限元模型得到有限元解,對兩種結(jié)果進(jìn)行對比分析。研究三種模型在不同速度時(shí)橋梁最大撓度、最大加速度呈現(xiàn)的變化規(guī)律與差異,并以此討論了三種模型在車橋耦合問題的適用性。發(fā)現(xiàn)移動(dòng)力與移動(dòng)彈簧質(zhì)量模型計(jì)算的結(jié)果更為一致。利用軌道不平順功率譜通過MATLAB對軌道不平順進(jìn)行了模擬。推導(dǎo)了軌道不平順為余弦波或?yàn)镸ATLAB模擬得到的隨機(jī)不平順時(shí)移動(dòng)質(zhì)量和移動(dòng)彈簧質(zhì)量模型與簡支梁的動(dòng)力平衡方程。利用Newmark法編制APDL求解了該方程得到數(shù)值解并與通過ANSYS建立對應(yīng)有限元模型計(jì)算得到的有限元解進(jìn)行對比,兩者計(jì)算... 

【文章來源】：石家莊鐵道大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章緒論
    1.1 引言
    1.2 車輛與結(jié)構(gòu)耦合振動(dòng)研究的發(fā)展歷史
        1.2.1 國外早期研究工作
        1.2.2 國內(nèi)外車輛與結(jié)構(gòu)耦合振動(dòng)研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 本論文的主要研究內(nèi)容
        1.3.2 本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
第二章 車橋相互作用理論與有限元仿真分析
    2.1 車橋振動(dòng)理論分析與ANSYS有限元仿真
        2.1.1 Newmark數(shù)值求解方法介紹
        2.1.2 移動(dòng)力模型與理論推導(dǎo)
        2.1.3 移動(dòng)力模型有限元仿真計(jì)算
        2.1.4 移動(dòng)質(zhì)量模型與理論推導(dǎo)
        2.1.5 移動(dòng)質(zhì)量模型有限元仿真計(jì)算
        2.1.6 移動(dòng)彈簧質(zhì)量模型與理論推導(dǎo)
        2.1.7 移動(dòng)彈簧質(zhì)量有限元仿真計(jì)算
    2.2 三種模型計(jì)算結(jié)果對比分析
        2.2.1 同一速度時(shí)三種模型計(jì)算結(jié)果對比分析
        2.2.2 不同速度時(shí)三種模型計(jì)算結(jié)果對比分析
    2.3 本章小節(jié)
第三章 軌道不平順理論與數(shù)值模擬
    3.1 隨機(jī)過程與軌道譜
        3.1.1 軌道不平順介紹
        3.1.2 隨機(jī)過程表示方法[32-33]
        3.1.3 國內(nèi)外軌道譜[34-36]
    3.2 軌道不平順的隨機(jī)模擬
    3.3 引入軌道不平順時(shí)車橋相互作用理論與有限元仿真
        3.3.1 余弦曲線不平順移動(dòng)質(zhì)量模型的理論推導(dǎo)
        3.3.2 余弦曲線不平順移動(dòng)質(zhì)量模型的有限元分析
        3.3.3 余弦曲線不平順移動(dòng)彈簧質(zhì)量模型的理論推導(dǎo)
        3.3.4 余弦曲線不平順移動(dòng)彈簧質(zhì)量模型的有限元分析
        3.3.5 隨機(jī)不平順下移動(dòng)質(zhì)量模型的理論推導(dǎo)
        3.3.6 隨機(jī)不平順下移動(dòng)質(zhì)量模型的有限元分析
        3.3.7 隨機(jī)不平順下移動(dòng)彈簧質(zhì)量模型的理論推導(dǎo)
        3.3.8 隨機(jī)不平順下移動(dòng)彈簧質(zhì)量的有限元分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 實(shí)際車橋相互作用仿真分析的實(shí)現(xiàn)方法
    4.1 有限元模型的建立
        4.1.1 車輛模型
        4.1.2 軌道與橋梁模型建立
    4.2 有限元模擬與模型參數(shù)取值探討
        4.2.1 仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)測數(shù)據(jù)對比分析
        4.2.2 各組件剛度對撓度的影響
    4.3 基于靜力響應(yīng)面的軌-橋有限元模型修正
        4.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.3.2 靈敏度分析與響應(yīng)面擬合
        4.3.3 模型修正與模型驗(yàn)證
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡介、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3634045