本文關(guān)鍵詞：基于多體動(dòng)力學(xué)和有限元法研究車—橋耦合振動(dòng)

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【摘要】：隨著我國(guó)高速鐵路的發(fā)展,我國(guó)高速鐵路的里程總數(shù)將又創(chuàng)新高。由于橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)當(dāng)?shù)亟煌ㄓ绊戄^小,因此鐵路橋梁受到鐵路建設(shè)時(shí)的廣泛使用。同時(shí)橋梁建成后列車在橋梁上的運(yùn)行狀態(tài)和橋梁的安全性也備受人們的關(guān)注,所以研究列車和橋梁的振動(dòng)機(jī)理從而降低車橋耦合振動(dòng)是十分必要的。本文使用商用多體動(dòng)力學(xué)軟件SIMPACK和有限元軟件ANSYS進(jìn)行聯(lián)合仿真研究車橋耦合振動(dòng),該方法相對(duì)比以前的編程而言建模效率高,同時(shí)可以考慮車輛和橋梁各種參數(shù)變化對(duì)車橋耦合動(dòng)力的影響,為分析車橋耦合振動(dòng)提供了一種新的思路�；谝陨戏椒�,本文的主要工作如下:1、通過多體動(dòng)力學(xué)軟件SIMPACK建立了42個(gè)自由度的車輛模型,建模時(shí)兼顧了車輛模型中的非線性因素并計(jì)算其動(dòng)力響應(yīng)。結(jié)果表明:車輛各項(xiàng)動(dòng)力指標(biāo)符合車輛行車的一般規(guī)律驗(yàn)證了車輛模型的正確性。2、總結(jié)了橋梁有限元模型建立的一些基本方法及給出了振型疊加法計(jì)算橋梁動(dòng)力響應(yīng)的原理,列出了橋梁和車輛安全性的相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),詳細(xì)說明了聯(lián)合仿真的實(shí)現(xiàn)過程和其原理。3、基于以上理論分析了64m鋼桁梁橋車橋耦合振動(dòng)。結(jié)果表明:列車和橋梁的動(dòng)力響應(yīng)都在國(guó)家規(guī)定的相關(guān)范圍內(nèi)滿足列車過橋時(shí)的行車安全,同時(shí)列車和橋梁的動(dòng)力響應(yīng)時(shí)程曲線都符合車橋耦合振動(dòng)的一般規(guī)律,證明了該方法的可行性和高效性。4、考慮了軌道不平順對(duì)高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁車橋耦合振動(dòng)的影響。結(jié)果表明:軌道不平順對(duì)列車和橋梁的動(dòng)力響應(yīng)都有一定的影響,雖然不平順樣本只增大了一點(diǎn)但對(duì)車輛的動(dòng)力響應(yīng)影響還是十分明顯的,同時(shí)對(duì)橋梁來說增大軌道不平順對(duì)其的振動(dòng)和變形都有增大的效果,說明軌道不平順是車-橋耦合系統(tǒng)的主要激勵(lì)源之一。5、考慮了不同車輪踏面對(duì)車橋耦合振動(dòng)的影響,對(duì)比分析了車輛中常用的LMA踏面和LM踏面。結(jié)果表明:選用不同車輪踏面對(duì)橋梁的振動(dòng)和變形影響并不大,同時(shí)選用不同車輪踏面對(duì)車輛的平穩(wěn)性有一定的影響,隨著速度的提升使用LMA踏面的車輛的平穩(wěn)性要優(yōu)于使用LM踏面特別是在車輛的橫向平穩(wěn)性方面,故對(duì)比后可知LMA踏面更加符合高速輪軌型面匹配。綜合以上分析可知,使用LMA踏面可以更好的降低車橋耦合的動(dòng)力響應(yīng),提升橋梁的安全性和列車的舒適性。
【關(guān)鍵詞】：車橋耦合 多體動(dòng)力學(xué) 聯(lián)合仿真 軌道不平順 動(dòng)力響應(yīng) 車輪踏面 高速鐵路
【學(xué)位授予單位】：華東交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U441.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 主要符號(hào)說明8-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究的背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 古典理論10
• 1.2.2 近代理論10-11
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)車橋耦合的研究11-12
• 1.3 車橋研究模型的發(fā)展12-13
• 1.4 當(dāng)前研究存在的問題13
• 1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 本章小結(jié)14-15
• 第二章 多體動(dòng)力學(xué)原理和車輛模型的建立15-39
• 2.1 多體動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)介15-18
• 2.1.1 多體動(dòng)力學(xué)建�；靖拍�15-16
• 2.1.2 多體動(dòng)力學(xué)軟件SIMPACK介紹16
• 2.1.3 多體動(dòng)力學(xué)中基本運(yùn)動(dòng)方程16-18
• 2.2 基于SIMPACK的列車模型建立18-24
• 2.2.1 車輛的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)18-21
• 2.2.2 車輛的參數(shù)選定和建模21-24
• 2.3 輪軌接觸24-25
• 2.4 軌道不平順及其數(shù)值模擬25-32
• 2.4.1 美國(guó)譜28-29
• 2.4.2 德國(guó)譜29
• 2.4.3 軌道不平順的數(shù)值模擬29-32
• 2.5 車輛的相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)及性能的評(píng)定32-38
• 2.5.1 車輛運(yùn)行安全評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)32-35
• 2.5.2 車輛運(yùn)行性能的評(píng)定35-38
• 本章小結(jié)38-39
• 第三章 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析模型及車橋耦合的實(shí)現(xiàn)39-48
• 3.1 橋梁動(dòng)力學(xué)模型39
• 3.2 橋梁模型動(dòng)力學(xué)分析方法39-40
• 3.3 橋梁行車安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)40-43
• 3.3.1 橋梁豎向撓度41
• 3.3.2 橋梁橫向振幅41-42
• 3.3.3 橋梁振動(dòng)加速度42
• 3.3.4 橋梁自振頻率42-43
• 3.4 車橋耦合方法的實(shí)現(xiàn)43-46
• 3.4.1 橋梁有限元模型的后處理43-45
• 3.4.2 多體動(dòng)力學(xué)中柔性橋梁的生成45-46
• 3.5 橋梁和車輛的數(shù)據(jù)交互原理46-47
• 本章小結(jié)47-48
• 第四章 64m鋼桁梁橋車-橋耦合振動(dòng)分析48-56
• 4.1 橋梁結(jié)構(gòu)概況48-49
• 4.2 車-橋耦合動(dòng)力分析49-55
• 4.2.1 車橋耦合振動(dòng)中橋梁動(dòng)力響應(yīng)分析50-53
• 4.2.2 車橋耦合振動(dòng)中車輛動(dòng)力響應(yīng)分析53-55
• 本章小結(jié)55-56
• 第五章 高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁車橋耦合振動(dòng)研究56-73
• 5.1 橋梁工程概況56-57
• 5.2 橋梁有限元模型建立及其自振分析57-59
• 5.3 軌道不平順對(duì)車橋耦合振動(dòng)的影響分析59-64
• 5.3.1 軌道不平順的選取59-62
• 5.3.2 車輛動(dòng)力響應(yīng)分析62-63
• 5.3.3 橋梁動(dòng)力響應(yīng)分析63-64
• 5.4 不同車輪踏面對(duì)車橋耦合振動(dòng)的影響分析64-72
• 5.4.1 踏面外形的選擇和生成65-67
• 5.4.2 車輛動(dòng)力響應(yīng)分析67-70
• 5.4.3 橋梁動(dòng)力響應(yīng)分析70-72
• 本章小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 主要工作及結(jié)論73-74
• 6.2 進(jìn)一步工作展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78-79
• 致謝79

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1 滿洪高,袁向榮;車橋耦合振動(dòng)問題的發(fā)展進(jìn)程與研究現(xiàn)狀[J];鐵道工程學(xué)報(bào);2001年02期

2 沈火明,肖新標(biāo);求解車橋耦合振動(dòng)問題的一種數(shù)值方法[J];西南交通大學(xué)學(xué)報(bào);2003年06期

3 任劍瑩,蘇木標(biāo),高楊;鋼軌內(nèi)側(cè)涂油的減振機(jī)理及其對(duì)車橋耦合振動(dòng)的影響[J];石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報(bào);2003年02期

4 肖新標(biāo),沈火明;3種車橋耦合振動(dòng)分析模型的比較研究[J];西南交通大學(xué)學(xué)報(bào);2004年02期

5 岳祖潤(rùn),周宏業(yè);一種鐵路車橋耦合振動(dòng)三維仿真的實(shí)現(xiàn)[J];鐵道學(xué)報(bào);2005年03期

6 張曉軍;;車橋耦合振動(dòng)的研究[J];山西建筑;2007年11期

7 陳上有;夏禾;戰(zhàn)家旺;;基于車橋耦合振動(dòng)分析的橋梁損傷診斷方法評(píng)述[J];中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào);2007年08期

8 張鈞博;高芳清;;公路橋梁車橋耦合振動(dòng)的隨機(jī)響應(yīng)分析[J];路基工程;2008年03期

9 王樹蘭;唐光武;;拱橋車橋耦合振動(dòng)的研究[J];交通標(biāo)準(zhǔn)化;2009年01期

10 崔圣愛;祝兵;;客運(yùn)專線大跨連續(xù)梁橋車橋耦合振動(dòng)仿真分析[J];西南交通大學(xué)學(xué)報(bào);2009年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 肖艷平;沈火明;;連續(xù)梁車橋耦合振動(dòng)方法比較及特性分析[A];中國(guó)交通土建工程學(xué)術(shù)論文集（2006）[C];2006年

2 盧凱良;宓為建;張衛(wèi)國(guó);;環(huán)境激勵(lì)下自動(dòng)化碼頭車橋耦合振動(dòng)分析和結(jié)構(gòu)安全評(píng)估[A];第21屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅱ冊(cè)[C];2012年

3 王衛(wèi)東;曾宇清;王新銳;于衛(wèi)東;;輪軌潤(rùn)滑對(duì)脫軌安全性及車橋耦合振動(dòng)的影響[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊(cè)）[C];2001年

4 張曉宇;彭獻(xiàn);馬俊升;張瑞鶴;趙躍宇;;兩種車橋耦合振動(dòng)接觸模型的比較研究[A];第21屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅱ冊(cè)[C];2012年

5 張高明;顏鋒;錢基宏;;基于車橋耦合振動(dòng)原理的列車激勵(lì)計(jì)算方法[A];第十四屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2012年

6 潘劍超;徐榮橋;葉貴如;;基于狀態(tài)空間法的車橋耦合振動(dòng)分析[A];第22屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅰ冊(cè)[C];2013年

7 何發(fā)禮;寧曉駿;李喬;;曲線梁橋彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度對(duì)車橋耦合振動(dòng)的影響[A];第八屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

8 丁勇;謝旭;黃劍源;;考慮橋面板局部振動(dòng)的全有限元車橋耦合振動(dòng)分析[A];第十九屆全國(guó)橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2010年

9 凌知民;高碧波;項(xiàng)海帆;;橫風(fēng)對(duì)高墩橋梁車橋耦合振動(dòng)影響機(jī)理分析[A];第十八屆全國(guó)橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2008年

10 晏路曼;陳水生;;公路曲線梁橋車橋耦合振動(dòng)分析[A];第六屆全國(guó)土木工程研究生學(xué)術(shù)論壇論文集[C];2008年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 劉世忠;雙層公路鋼桁梁橋車橋耦合振動(dòng)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

2 逄煥平;大跨度懸索橋計(jì)算理論及其車橋耦合振動(dòng)分析[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

3 胡曉燕;大跨度公路橋梁車橋耦合振動(dòng)響應(yīng)研究[D];武漢理工大學(xué);2009年

4 崔圣愛;基于多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和有限元法的車橋耦合振動(dòng)精細(xì)化仿真研究[D];西南交通大學(xué);2009年

5 黃林;列車風(fēng)與自然風(fēng)聯(lián)合作用下的車—橋耦合振動(dòng)分析[D];西南交通大學(xué);2007年

6 李鵬飛;應(yīng)力相關(guān)阻尼模型及其在梁式橋動(dòng)力分析中的應(yīng)用[D];北京交通大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉桂滿;多線鐵路斜拉橋車橋耦合振動(dòng)仿真研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 鮑玉龍;懸掛式單軌交通系統(tǒng)車橋耦合振動(dòng)仿真研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 劉義虎;基于多體動(dòng)力學(xué)的80m拱橋車橋耦合振動(dòng)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

4 張衛(wèi)國(guó);千米級(jí)斜拉橋車橋耦合振動(dòng)分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 鞠炳照;基于車橋耦合振動(dòng)的混凝土簡(jiǎn)支梁橋損傷診斷方法[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 劉泓澤;箱形彎梁橋車橋耦合振動(dòng)分析[D];石家莊鐵道大學(xué);2014年

7 洪沁燁;徐變及溫度效應(yīng)對(duì)中低速磁浮大跨連續(xù)梁車橋耦合振動(dòng)的影響[D];西南交通大學(xué);2016年

8 吳宇鵬;基于多體動(dòng)力學(xué)和有限元法研究車—橋耦合振動(dòng)[D];華東交通大學(xué);2016年

9 陳姣;移動(dòng)荷載作用下橋梁的車橋耦合振動(dòng)分析[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

10 周新平;基于有限元的彎橋車橋耦合振動(dòng)分析方法研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2006年

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本文編號(hào)：999098