基于并行算法和有限元法的車—線—橋耦合振動分析.pdf

1、近10年來，我國高速鐵路得到了快速發(fā)展，隨著列車運行速度的不斷加快，以及橋梁在鐵路總里程中所占的比重越來越大，車-線-橋耦合振動問題越來越受到人們的關(guān)注。由于車-線-橋耦合振動分析中復(fù)雜的輪軌關(guān)系，使得耦合系統(tǒng)瞬態(tài)動力分析的時間步長極小;同時系統(tǒng)建模越來越復(fù)雜和精細(xì)，大大增加了計算量。因此，有必要提高車-線-橋耦合振動系統(tǒng)的建模效率和仿真分析計算速度。本文針對上述問題并在前人研究的基礎(chǔ)上，開展了以下的研究工作:
　　1.改進(jìn)了車-

2、線-橋空間耦合振動模型，編制了計算軟件TRBF-DYNA
　　基于有限元法建立線路-橋梁模型運動方程，結(jié)合現(xiàn)有通用有限元軟件導(dǎo)出線路-橋梁模型的質(zhì)量矩陣、剛度矩陣、阻尼矩陣，提高了系統(tǒng)的建模效率和準(zhǔn)確性;基于改進(jìn)的空間跡線法求解輪軌接觸空間幾何關(guān)系，可計算輪軌多點接觸狀況;針對車-線-橋耦合振動問題提出一種并行計算的策略，使計算速度大大提高;自主開發(fā)了基于MATLAB的車-線-橋空間耦合振動分析軟件TRBF-DYNA，該軟件發(fā)揮了

3、MATLAB處理大型矩陣運算的優(yōu)勢以及強大的后處理功能。
　　2.TRBF-DYNA軟件計算結(jié)果的驗證
　　與文獻(xiàn)[2]中八車十跨高速鐵路典型32m簡支箱梁模型的車輛動力響應(yīng)以及軌道-橋梁動力響應(yīng)計算結(jié)果進(jìn)行對比。結(jié)果表明TRBF-DYNA軟件能夠較好的反映車-線-橋耦合振動特性，能夠滿足工程應(yīng)用要求。
　　3.利用TRBF-DYNA軟件進(jìn)行96m鋼箱拱橋的車-線-橋耦合振動分析
　　以京滬高速鐵路96m跨度鋼箱