基于simpack的鋼桁梁斜拉橋車—橋耦合振動仿真分析-(5631)

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1、碩士學位論文目錄2．3列車模型與橋梁模型的耦合?????????????????．．五82．3．1彈性結(jié)構(gòu)在多體系統(tǒng)中的實現(xiàn)??????????????282．3．2彈性結(jié)構(gòu)導入接口FEMBS???????????????．292．3．3有限元與多體系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換???????????????292．4車．橋耦合振動動力響應評定標準???????????????．292．4．1列車動力響應評價指標?????????????????302．4．2橋梁動力響應評價指標?????????????????313基于SIMPACK簡支梁車．橋耦合動力

2、響應驗證????????????．323．1簡支梁橋結(jié)構(gòu)概況??????????????????????323．2簡支梁橋自振特性分析????????????????????323．3簡支梁橋車．橋耦合動力響應計算結(jié)果驗證???????????．343．3．1列車與橋梁模型的耦合?????????????????343．3．2車．橋耦合動力響應綜合對比??????????????．．353．3．3車．橋耦合車輛動力響應分析??????????????．．363．3．4車．橋耦合橋梁動力響應分析??????????????．．383．4本章

3、小結(jié)??????????????????????????394基于SIMPACK鋼桁梁斜拉橋車．橋耦合振動仿真分析?????????．404．1工程背景??????????????????????????404．2橋梁動力分析模型的建立???????????????????414．3橋梁自振特性分析??????????????????????424．4車．橋耦合動力響應分析???????????????????．444．4．1車．橋耦合動力響應分析結(jié)果匯總????????????．．454．4．2車．橋耦合車輛動力響應分析????????

4、??????．．474．4．3車．橋耦合橋梁動力響應分析??????????????．．514．5本章小結(jié)??????????????????????????545結(jié)論與展望???????????????????????????．．555．1結(jié)1滄?????????????????????????????????????555．2展望????????????????????????????55參考文獻?????????????????????????????．．57攻讀碩士學位期間主要研究成果???????????????????．．6l

5、致謝???????????????????????????????62V碩士學位論文第一章緒論1緒論列車通過橋梁引起的振動，通常稱作車．橋耦合振動。車．橋耦合振動是一個系統(tǒng)的振動，其剛度矩陣、質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣及荷載列陣是隨著列車在橋上的運行而變化的，故又可稱為車．橋時變系統(tǒng)動力相互作用【l】。隨著列車運行速度的不斷提高、車輛載重的不斷加大，列車與橋梁的動力相互作用問題越來越受到人們的重視。一方面，高速運行的列車會對其通過的橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的動力沖擊作用，使之發(fā)生振動，直接影響其工作狀態(tài)和使用壽命；另一方面，橋梁的振動又會對運行列車的平穩(wěn)性

6、和安全性產(chǎn)生影響，嚴重時甚至造成行車安全等重大事故。因此，需要對車．橋系統(tǒng)的耦合振動進行系統(tǒng)綜合研究，以便正確評估橋梁動力性能和橋上運行列車的走行性，確定它們在各種狀態(tài)下的運行可靠性，是現(xiàn)代高速、重載鐵路橋梁設(shè)計的實際需要，特別是對于中國鐵路既有線不斷提速、高速鐵路大規(guī)模建設(shè)及運營速度持續(xù)提升的客觀現(xiàn)實而言，其工程需求和實際應用意義十分重大【2J。車．橋耦合振動分析需要借助車．橋空間耦合振動分析模型，該模型是由列車計算模型、橋梁計算模型按一定的輪軌運動關(guān)系聯(lián)系起來而組成的系統(tǒng)(如圖1．1)，因此本文的研究涉及車輛分析模型、橋梁分析模型、輪

7、軌接觸關(guān)系、激勵源的模擬以及數(shù)值計算方法等方面。系圖1-1車一橋時變系統(tǒng)分析模型1．1車．橋耦合振動分析方法概述列車在鐵路橋梁上的運動問題早在英國修建第一條鐵路期間就被提了出來，可以說，列車與橋梁的動力問題貫穿鐵路運輸系統(tǒng)發(fā)展的始終，解決車．橋動力問題的過程亦是不斷提出新的車．橋動力分析方法的過程，長期以來，相關(guān)研究人員對此開展了不懈的研究和探索。碩士學位論文第一章緒論1．1．1車．橋耦合振動研究歷史1849年，Willisl3J提交了第一份關(guān)于橋梁振動研究的報告，探討了Chester鐵路橋梁塌毀的原因。在隨后的近100年時間內(nèi)，由于當時

8、力學水平、計算技術(shù)、方法及手段的落后，人們對車．橋動力問題的研究偏重于試驗，在理論分析方面對車．橋系統(tǒng)做了大量的簡化，通常未考慮復雜的橋梁結(jié)構(gòu)、車輛的懸掛特性以及軌道不平順等因素，而將蒸汽機車