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文檔簡介
1、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問題的研究就變得越來越重要。為了能夠有效地對線路中既有橋梁的運行狀態(tài)進行評估,也為了能夠?qū)π陆蛄哼M行全面合理的優(yōu)化設(shè)計,有必要對列車過橋的車橋耦合振動問題進行分析。計算機仿真是一種比較有效和經(jīng)濟的方法。而在這過程中,弄清楚輪軌之間的偶合關(guān)系是能否得到正確輪軌力,從而得到正確有效的數(shù)值解的必要條件。 本文運用車輛、橋梁耦合大系統(tǒng)的思想,建立了車橋耦合
2、振動模型。并且根據(jù)該模型的特點,重點研究了輪軌接觸幾何關(guān)系,輪軌之間垂向、橫向相互作用力。給出了垂向Hertz非線性彈性接觸力和橫向Kalker蠕滑理論的推導過程。針對激勵源,本文也給出了模擬軌道不平順的方法和程序流程圖,并且根據(jù)PSD圖,模擬了軌道的隨機不平順。對于橋梁模型,本文根據(jù)動力有限元的方法,詳細推導了單元力學特性矩陣,并且在這基礎(chǔ)上,建立了橋梁分析模型。 本文的主要內(nèi)容如下: 1、建立了比較完整的機車車輛動力
3、分析模型,以二系懸掛客車為主要分析對象,將車體、轉(zhuǎn)向架、輪對簡化為剛體,建立了由31個自由度組成的空間振動分析模型。即車體和轉(zhuǎn)向架分別考慮橫移、沉浮、側(cè)滾、點頭、搖頭五個自由度;輪對考慮橫移、沉浮、側(cè)滾、點頭四個自由度;由Hamilton原理,得到了動力有限元方法,推導了12個自由度的空間梁單元力學特性矩陣,并利用該單元建立了橋梁動力分析模型。 2、詳細給出了輪軌接觸幾何關(guān)系,給出了輪軌接觸幾何關(guān)系中涉及到的各個接觸參數(shù)、接觸狀
4、態(tài);給出了求解輪軌接觸點的幾種處理方法,即針對特殊輪軌型面的解析法,針對任意形狀的空間搜索迭代逼近法和跡線搜索法,本文在具體實施過程中,對迭代方法進行了改進,對判據(jù)條件進行了改進,使其更加符合實際條件。最后給出在特定條件下,輪軌幾何接觸參數(shù)間的關(guān)系圖。 3、基于彈性力學、接觸力學理論,本文給出了輪軌垂向接觸力的推導,得到了輪軌垂向力公式、輪軌接觸橢圓斑的長短軸計算公式。根據(jù)Kalker線性蠕滑假設(shè),給出了蠕滑力的公式推導。
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