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《地鐵車輛—隧道動力非線性耦合系統(tǒng)數(shù)值模擬方法與應(yīng)用》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文地鐵車輛-隧道動力非線性耦合系統(tǒng)數(shù)值模擬方法與應(yīng)用碩士研究生：胡豹學(xué)號：1120209083導(dǎo)師：金先龍教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：機(jī)械設(shè)計與理論研究方向：復(fù)雜結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬所在單位：機(jī)械與動力工程學(xué)院答辯日期：2015年1月授予學(xué)位單位：上海交通大學(xué)DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterNUMERICALSIMULATIONMETHODANDAPPLICATIONOFMETROVEHICLE-TUNELDYNAMICNONLINEARCOUPLEDSYSTEMCandid
2、ate：HuBaoStudentID:1120209083Supervisor：Prof.JINXianlongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalDesignandTheoryNumericalSimulationofComplexResearchInterests:StructureAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：Jan,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTong
3、University上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文地鐵車輛-隧道動力非線性耦合系統(tǒng)數(shù)值模擬方法與應(yīng)用摘要隨著中國城市地鐵軌道交通的發(fā)展邁進(jìn)快速膨脹階段，不同種類的隧道成為地鐵軌道交通建設(shè)和發(fā)展的非常重要的組成部分，因此有必要對車輛高速交會及多工況運(yùn)行對隧道襯砌的影響展開深入的研究。數(shù)值模擬是一種高效的研究方法，它能夠?qū)⒑芏嘁酝苣承┮蛩氐闹萍s而不能高效地實施理論研究以及試驗驗證的繁雜理論以及實際工程難題，經(jīng)過某些計算機(jī)軟件的數(shù)值模擬獲得相對圓滿的答案。本文將地鐵車輛-隧道動力非線性耦合系統(tǒng)進(jìn)行三維非線性整體建模，對該系統(tǒng)開展了深入的數(shù)值仿真研究。以南京地鐵十號線過江隧道工程三維仿真模擬為工程應(yīng)用背景
4、，針對地鐵車輛和隧道提出了動力非線性耦合的三維數(shù)值建模方法，并根據(jù)設(shè)計方提供的設(shè)計圖紙和勘探資料建立了地鐵車輛-隧道動力非線性耦合系統(tǒng)的全三維數(shù)值仿真模型，地鐵車輛為剛-柔耦合多體動力學(xué)有限元模型，土體為彈塑性分層模型，并用粘彈性人工邊界模擬無限域。模型考慮了系統(tǒng)各個部分如襯砌與土體之間、車輛與軌道之間不同類型的耦合作用，整體模型逼近真實情況。在建立的地鐵車輛-隧道動力非線性耦合系統(tǒng)數(shù)值模型的基礎(chǔ)上，對該系統(tǒng)開展了深入的數(shù)值仿真研究。開展了隧道-土體系統(tǒng)的初始工況仿真，在隧道襯砌、道床、隔板、平臺、煙道板、牛腿等內(nèi)部結(jié)構(gòu)完工以后，該耦合系統(tǒng)在土體內(nèi)部壓力、自身重力以及外水壓力三者一致作用下的起
5、始形變以及應(yīng)力狀況對大型隧道工程的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析至關(guān)重要，為符合實際情況并得到正確的結(jié)果，需要考慮土體和隧道結(jié)構(gòu)等系統(tǒng)重要組成部分在非運(yùn)營狀態(tài)下的初始靜應(yīng)力場，系統(tǒng)的初始靜應(yīng)力場是后續(xù)系統(tǒng)動力學(xué)性能模擬分析的基礎(chǔ)；開展了單洞雙線隧道中地鐵車輛交會仿真，以系統(tǒng)初始靜應(yīng)力場為初I摘要始條件，仿真模擬了實際運(yùn)營中地鐵車輛在隧道中交會的全過程，并與單車運(yùn)行工況進(jìn)行了對比，得到地鐵車輛交會的全過程對隧道襯砌的動態(tài)影響規(guī)律；開展了地鐵車輛多工況運(yùn)行仿真，將實際運(yùn)營中地鐵車輛存在的牽引、惰行、制動等3種工況簡化為地鐵車輛在隧道中的勻加速、勻速和勻減速運(yùn)動，在考慮系統(tǒng)初始應(yīng)力的基礎(chǔ)上，得到隧道襯砌在地鐵車輛
6、多工況運(yùn)行時的動態(tài)響應(yīng)規(guī)律。模擬過程符合實際,數(shù)值模擬結(jié)果表明地鐵車輛交會和地鐵車輛多工況運(yùn)行導(dǎo)致隧道襯砌應(yīng)力和位移分別局部瞬時變化，其震蕩變化幅值較小，隧道在地鐵車輛交會和地鐵車輛多工況運(yùn)行時是穩(wěn)定的。關(guān)鍵詞：地鐵車輛，單洞雙線隧道，雙車交會，多工況運(yùn)行，數(shù)值模擬，動態(tài)響應(yīng)II上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文NUMERICALSIMULATIONMETHODANDAPPLICATIONOFMETROVEHICLE-TUNELDYNAMICNONLINEARCOUPLEDSYSTEMABSTRACTWiththedevelopmentofChineseurbansubwaytraffictowards
7、thestageofrapidexpansion,differentkindsoftunnelbecomeveryimportantpartsinthesubwaytrafficconstructionanddevelopment,itisnecessaryhavingintensiveresearchoftheimpactontunnelsubjectedtononstopcrossingofo
