基于能量法建立車橋耦合振動系統(tǒng)的方法研究.pdf

1、列車通過橋梁時將引起橋梁結(jié)構(gòu)的振動，而橋梁的振動又反過來影響車輛的振動，這種相互作用就是車輛與橋梁之間的耦合振動。車橋耦合是一個很復(fù)雜的問題，涉及總體研究思路、車輛分析模型、橋梁分析模型、輪軌接觸關(guān)系、激勵源、數(shù)值計(jì)算方法等多個方面。
　　 本文根據(jù)南京長江大橋在提速貨車通過時，橫向振幅超過規(guī)范限值這一實(shí)際問題，運(yùn)用能量法整體建立車橋系統(tǒng)方程，并運(yùn)用蒙特卡羅方法構(gòu)建了人工蛇形波作為系統(tǒng)橫向振動的激勵源，從而為進(jìn)一步求解車橋振動系

2、統(tǒng)自激響應(yīng)并為最終控制鐵路橋梁的橫向振動提供理論基礎(chǔ)。
　　 首先通過對比分析各類建立系統(tǒng)振動方程的原理和方法，得到對建立復(fù)雜時變系統(tǒng)宜采用能量法的認(rèn)識，進(jìn)而選取了能量法中的彈性系統(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理和“對號入座”法則來具體建立車橋方程；以常見的C62A貨車為原型，選取了考慮側(cè)擺、側(cè)滾、搖頭、點(diǎn)頭、浮沉等21個自由度的空間多自由度車輛模型作為行馳在南京長江大橋上的列車模型，求解出單節(jié)車輛的剛度、阻尼、質(zhì)量矩陣；針對南京長江大

3、橋連續(xù)鋼桁梁的具體結(jié)構(gòu)型式，運(yùn)用特定的桁段有限元來構(gòu)建對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)位移參數(shù)和位移模式，總體建立車橋系統(tǒng)的振動方程。本文以10個節(jié)間、1輛列車為例，計(jì)算了121階系統(tǒng)矩陣的前10階方陣。
　　 根據(jù)“以響應(yīng)求響應(yīng)”的原理，將系統(tǒng)的一部分已知響應(yīng)作為“激勵源”，代入系統(tǒng)方陣，以已知響應(yīng)求未知響應(yīng)，以廣深線軌檢車實(shí)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過概率計(jì)算σp，運(yùn)用蒙特卡羅方法，結(jié)合v和σp之間的關(guān)系曲線，在MATLAB中編制程序生成人工蛇形波作為系統(tǒng)