本文關(guān)鍵詞：移動體系與結(jié)構(gòu)相互作用分析及ANSYS實現(xiàn)　出處：《石家莊鐵道大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： Newmark法 高速鐵路 車橋耦合 ANSYS 軌道不平順

【摘要】：列車通過橋梁引起的振動,通常稱作車-橋耦合振動,又可稱為車橋動力相互作用。隨著中國鐵路旅客列車速度不斷提高,貨物列車載重明顯增大,高速鐵路全面建設(shè)等,列車和軌道與橋梁的相互作用明顯增強。因此,對列車-橋梁動力相互作用進行深入分析,以便正確評估橋梁和列車動力性能,是現(xiàn)代高速、重載鐵路橋梁設(shè)計的實際需要,同時對于研究列車在高速運行時的穩(wěn)定性和舒適性也提供了重要幫助。本文在振動理論和Euler-Bernoulli梁假設(shè)的基礎(chǔ)上,推導了用矩陣表達的簡支梁在移動力、移動質(zhì)量及移動彈簧質(zhì)量模型作用下的平衡方程�；贜ewmark法在ANSYS環(huán)境下利用APDL編制程序求解變系數(shù)微分方程,對采用移動力、移動質(zhì)量、移動彈簧質(zhì)量模型下的簡支梁的動態(tài)響應(yīng)進行研究。并利用ANSYS采用位移接觸法建立求解三種車橋耦合的有限元模型,并將其計算的數(shù)值解與解析解進行對比。其次對移動質(zhì)量速度、移動質(zhì)量大小及導數(shù)簡化對移動質(zhì)量模型下簡支梁動力響應(yīng)的影響進行計算分析。研究了在彈簧質(zhì)量模型下移動車輛速度與簡支梁振動最大撓度和最大加速度的關(guān)系。然后在時間頻域表示的軌道不平順功率譜的基礎(chǔ)上利用APDL編制程序?qū)壍啦黄巾樳M行模擬。用模擬得到的時域不平順曲線反求其功率譜密度函數(shù),以確保時域不平順曲線的正確性。推導了簡支梁在移動質(zhì)量及移動彈簧質(zhì)量模型下,受重力作用及梁形為正弦波時的用矩陣表達的平衡方程�；贜ewmark法在ANSYS環(huán)境下利用APDL編制程序求解變系數(shù)微分方程,并利用ANSYS采用位移接觸法建立求解在受重力作用及梁形為正弦波時的有限元模型,并將其計算的數(shù)值解與解析解進行對比。將模擬得到的不平順引入質(zhì)量彈簧模型,研究其對橋梁和車輛的響應(yīng)帶來的影響。最后利用ANSYS建立32 m簡支箱梁以及24 t軸重的高速列車有限元模型,用位移接觸法求解列車在軌道上的運行過程。通過瞬態(tài)分析,對列車在軌道上的振動特性進行分析。結(jié)果表明,ANSYS可對高速列車及橋梁進行良好的仿真動力分析,對車-橋耦合的研究提供便利條件,免去編制特殊程序求解變系數(shù)微分方程的煩惱,并為車-橋耦合分析提供了方法和依據(jù)。
[Abstract]:The vibration caused by the train passing through the bridge, usually known as the coupling vibration of vehicle bridge, also known as the vehicle bridge dynamic interaction. With the speed of China railway passenger train increases, freight train load increases obviously, high-speed railway comprehensive construction, interaction between train and track and Bridge significantly enhanced. Therefore, the in-depth analysis of the train bridge dynamic interaction, in order to correctly evaluate and train bridge dynamic performance, is the actual needs of the design of modern high-speed, heavy haul railway bridge, but also for the study of train stability in high speed operation and comfort also provide important help. Based on the vibration theory and Euler-Bernoulli beam assumption, the formulas for the matrix expression of beam in the mobile force balance equation of quality model of mobile quality and mobile spring. Newmark method using APDL programming in ANSYS environment based on The solution of variable coefficient differential equation, the moving force, moving mass, dynamic analysis of beam moving spring mass model of the response. The finite element model is established by using ANSYS to solve three coupled with displacement contact method, and the numerical solution of the calculation are compared with analytic solutions. Then the mobile quality speed the moving mass size and derivative simplified calculation and analysis of the influence of dynamic response of a simply supported beam moving mass model. The research on the relationship of mobile vehicle speed and maximum deflection of simply supported beam vibration and acceleration in the spring mass model. Then said in the time domain of Track Irregularity Based on the power spectrum of the APDL program on track irregularity the time domain simulation. The simulated irregularity curve reverse the power spectral density function, to ensure the accuracy of the time-domain irregularity curve was deduced. Jane In the mobile and mobile beam quality spring mass model, using the matrix expression of equilibrium equations of gravitation and beam is sine wave. The Newmark method in the ANSYS environment using APDL program to solve differential equations with variable coefficients based on, and use ANSYS to establish in solution under the action of gravity and beam shape for the sine wave finite element the model uses a displacement contact method, and the numerical calculation of the solution is compared with the analytical solution. The simulation results of the irregularity into a mass spring model, study the influence on response of bridge and vehicles brought. Finally, using ANSYS to establish 32 m simply supported box girder and 24 t axle load of high-speed train running finite element model. The process of using the displacement contact method for solving train on the track. By transient analysis, the vibration characteristics of the trains were analyzed. The results show that ANSYS can be a good imitation of high-speed train and Bridge The real dynamic analysis provides a convenient condition for vehicle bridge coupling research. It avoids the trouble of compiling special procedures to solve variable coefficient differential equations, and provides a method and basis for vehicle bridge coupling analysis.

【學位授予單位】：石家莊鐵道大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U441.3

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本文編號：1392404