車橋耦合振動影響因素研究及隨機(jī)振動分析.pdf

1、隨著列車運行速度的不斷提高、交通密度的日益增加、荷載的逐漸加重，車輛與結(jié)構(gòu)的相互作用問題越來越突出，尤其是橋梁結(jié)構(gòu)，具有跨度大、剛度小的特點，在受到動力沖擊時，振動效應(yīng)明顯，并反過來作用在車輛上，影響運行的安全性和平穩(wěn)性，即形成了車橋耦合問題。車橋耦合問題是一個集隨機(jī)性、時變性、非線性于一體的復(fù)雜的動力學(xué)問題。 本文采用更符合工程實際的考慮輪軌彈性接觸的車橋大系統(tǒng)空間耦合模型，在此模型的基礎(chǔ)上分別建立31自由度車輛運動方程和橋梁

2、結(jié)構(gòu)的有限元動力學(xué)方程，與傳統(tǒng)模型不同車輛方程中輪對自由度是獨立的?？紤]輪軌接觸力，建立車橋總方程，在軌道不平順平穩(wěn)性和各態(tài)歷經(jīng)性的假設(shè)下，模擬一段足夠長的時域樣本代表整個隨機(jī)過程，將時域樣本輸入車橋系統(tǒng)，運用逐步積分法編寫程序進(jìn)行數(shù)值計算獲得系統(tǒng)響應(yīng)的時間歷程。車橋耦合問題的動力學(xué)方程中的質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣都是時變矩陣，即時間的函數(shù)，另外矩陣的結(jié)構(gòu)隨時間也在不斷變化，即矩陣中的非零項在矩陣中的位置也在變化，導(dǎo)致在程序中每一個

3、時間步長質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣必須重新生成和分解，這集中體現(xiàn)了車橋耦合振動的實質(zhì)和車橋耦合問題的特點，同時也反應(yīng)了此類問題的復(fù)雜性。另外，由于引起車橋耦合振動的激勵具有隨機(jī)性，所以本文最后利用隨機(jī)振動理論對車橋響應(yīng)進(jìn)行了隨機(jī)分析。 理論源于實踐，并服務(wù)于實踐。通過對各種因素影響下的車橋響應(yīng)在時域和頻域方面的分析，總結(jié)了許多有價值的結(jié)論，這些結(jié)論可應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計和對未建橋梁進(jìn)行的動力學(xué)行車模擬及安全評估，并且在列車提速