高速鐵路車橋耦合及其應(yīng)用的研究.pdf

1、列車通過(guò)橋梁時(shí)將引起橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，而橋梁的振動(dòng)又反過(guò)來(lái)影響車輛的振動(dòng)，這就是車橋耦合振動(dòng)問(wèn)題。隨著現(xiàn)代列車速度的不斷提高，橋梁結(jié)構(gòu)在鐵路線路中的大量使用，高速鐵路車橋耦合振動(dòng)問(wèn)題的研究就變得越來(lái)越重要。因此，車橋動(dòng)力學(xué)問(wèn)題也越來(lái)越受到學(xué)術(shù)界關(guān)注，有必要對(duì)列車過(guò)橋的車橋耦合振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行分析。 本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外車橋動(dòng)力相互作用問(wèn)題的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上，運(yùn)用車輛、橋梁耦合大系統(tǒng)的思想，建立了車橋耦合三維動(dòng)力學(xué)模型，編制

2、了分析軟件，研究了列車對(duì)高速鐵路橋梁的影響。主要研究?jī)?nèi)容包括： 1.建立了車橋耦合動(dòng)力分析模型。將車橋耦合系統(tǒng)分解成三個(gè)子系統(tǒng)：車輛子系統(tǒng)、橋梁子系統(tǒng)和輪軌子系統(tǒng)。針對(duì)車輛子系統(tǒng)，以具有二系懸掛的四軸車為主要分析對(duì)象，將車體、轉(zhuǎn)向架、輪對(duì)簡(jiǎn)化為剛體，建立了車輛空間振動(dòng)分析模型。針對(duì)橋梁子系統(tǒng)，用有限單元法建立了橋梁的動(dòng)力分析模型，并且用達(dá)朗貝爾原理推導(dǎo)了橋梁動(dòng)力學(xué)方程。針對(duì)輪軌子系統(tǒng)，介紹了輪軌接觸幾何關(guān)系，詳細(xì)介紹了針對(duì)任意形

3、狀的跡線搜索法。求解輪軌間的相互作用力時(shí)，垂向處理為Hertz非線性彈性接觸，橫向則用蠕滑理論求解，并用迭代法來(lái)確定輪軌力。 2.介紹了車橋耦合的具體過(guò)程，推導(dǎo)了車輛外力和橋梁等效節(jié)點(diǎn)力具體形式。推導(dǎo)了求解車橋振動(dòng)微分方程組的方法--Newmark-β法和Wilson-θ法。介紹了用迭代法求解車輛和橋梁耦合動(dòng)力學(xué)方程的思想和具體過(guò)程，本文選用力收斂準(zhǔn)則作為終止迭代循環(huán)的判據(jù)。編制了車一橋動(dòng)力分析程序并介紹了程序具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。