【摘要】：考慮軌道不平順及其可能引起的跳車現(xiàn)象,采用接觸算法中的罰剛度法,在接觸力與接觸面之間建立了力與位移之間的線性關(guān)系。通過合理調(diào)整罰剛度值,有效控制穿透距離,將計(jì)算中迭代次數(shù)控制在合理范圍之內(nèi),避免了病態(tài)剛度矩陣,使得計(jì)算結(jié)果趨近于真實(shí)值。利用精細(xì)積分技術(shù),在時(shí)間域內(nèi)進(jìn)行參數(shù)離散化處理,構(gòu)造時(shí)間差分格式,利用直接積分法和對應(yīng)的初始條件,得到結(jié)構(gòu)位移、速度和加速度關(guān)于時(shí)間遞推的表達(dá)式。為提高計(jì)算效率,并保證計(jì)算結(jié)果的收斂性,將整體分析過程劃分為2個(gè)子模型(移動(dòng)力模型,剛性梁模型)。在給定收斂性準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上,采用循環(huán)迭代技術(shù)進(jìn)行數(shù)值求解;借助于MATLAB平臺(tái)完成了上述車橋耦合動(dòng)力學(xué)分析的編程。數(shù)值分析結(jié)果表明:當(dāng)軌道平順時(shí),所提算法結(jié)果與Hertz彈簧模型結(jié)果高度一致;同時(shí)考慮單跨和三跨剛構(gòu)橋,存在加減速度情況時(shí),所提算法結(jié)果與Hertz彈簧模型結(jié)果完全一致,證明了所提算法的可靠性;考慮軌道不平順時(shí),所提算法結(jié)果與Hertz彈簧模型結(jié)果具有相同的變化規(guī)律,但數(shù)值偏高,反映了跳車沖擊力的動(dòng)力效應(yīng);對于行駛在橋梁上的多車情況,特別是軌道不平順情況下,車輛跳起和下落沖擊是客觀存在的,采用所提的界面接觸法能夠真實(shí)地模擬車橋動(dòng)力學(xué)耦合工況。
[Abstract]:Considering the track irregularity and the possible jump phenomenon, a linear relationship between the contact force and the contact surface is established by using the penalty stiffness method in the contact algorithm. By reasonably adjusting the penalty stiffness value and effectively controlling the penetration distance, the iteration number in the calculation is controlled within a reasonable range, and the ill-conditioned stiffness matrix is avoided, which makes the calculation result approach to the real value. By using the precise integration technique, the parameters are discretized in time domain, the time difference scheme is constructed, and the expressions of displacement, velocity and acceleration about time recursion are obtained by using direct integration method and corresponding initial conditions. In order to improve the computational efficiency and ensure the convergence of the calculation results, the whole analysis process is divided into two sub-models (moving dynamic model, rigid beam model). On the basis of the given convergence criterion, the cyclic iteration technique is used to solve the numerical solution, and the programming of the above vehicle-bridge coupling dynamics analysis is completed with the help of MATLAB platform. The numerical results show that the proposed algorithm is in good agreement with the Hertz spring model when the track is smooth. At the same time, considering the single-span and three-span rigid frame bridges, the proposed algorithm is in good agreement with the results of Hertz spring model, which proves the reliability of the proposed algorithm. When considering track irregularity, the proposed algorithm has the same variation law as the Hertz spring model, but the numerical value is on the high side, which reflects the dynamic effect of the impact force. In the case of multiple vehicles travelling on bridges, especially in the case of track irregularity, the jumping and falling impact of vehicles exist objectively. The proposed interface contact method can be used to simulate the vehicle-bridge dynamic coupling conditions.
【作者單位】： 華中科技大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51678264)
【分類號(hào)】：U441.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王進(jìn)軍,李杰;橋上行人對車橋振動(dòng)的可容忍性(或舒適度)的判斷[J];鐵道建筑;2003年07期

2 張大偉;;大連港灣橋車橋振動(dòng)的行人舒適度判斷[J];鐵道建筑;2007年03期

3 張楠;夏禾;;基于全過程迭代的車橋耦合動(dòng)力系統(tǒng)分析方法[J];中國鐵道科學(xué);2013年05期

4 樊文才;張南;閻衛(wèi)國;;車橋撞擊動(dòng)力學(xué)分析模型[J];長安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年06期

5 徐建華;;車橋耦合模型研究[J];西部交通科技;2012年12期

6 李佳;;淺析車橋耦合下的橋梁動(dòng)力反應(yīng)[J];北方交通;2009年04期

7 許慰平,程慶國;大跨度鐵路橋梁車橋空間耦合振動(dòng)研究[J];中國鐵道科學(xué);1989年02期

8 吳光華;王宗林;陳光;;車橋振動(dòng)問題現(xiàn)狀研究與分析[J];交通標(biāo)準(zhǔn)化;2007年11期

9 葉茂;張鵬;傅繼陽;曹文斌;任珉;;帶彈性支撐多跨連續(xù)梁橋的車橋耦合演變隨機(jī)振動(dòng)[J];振動(dòng)與沖擊;2014年03期

10 岳澄;張偉;;車橋耦合氣動(dòng)力特性和風(fēng)壓分布數(shù)值模擬[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào);2007年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 祝兵;白峰濤;崔圣愛;;基于多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和有限元法的車橋耦合分析[A];第十九屆全國橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊）[C];2010年

2 房慶海;房興太;;車橋振動(dòng)系統(tǒng)的分布參數(shù)模型及數(shù)值解[A];工程結(jié)構(gòu)可靠性——中國土木工程學(xué)會(huì)橋梁及結(jié)構(gòu)工程學(xué)會(huì)結(jié)構(gòu)可靠度委員會(huì)全國第三屆學(xué)術(shù)交流會(huì)議論文集[C];1992年

3 韓艷;陳政清;蔡春聲;;風(fēng)-車-橋耦合系統(tǒng)的車橋氣動(dòng)特性研究[A];第十四屆全國結(jié)構(gòu)風(fēng)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（中冊）[C];2009年

4 劉世忠;強(qiáng)士中;;大跨度高墩連續(xù)梁車橋動(dòng)力響應(yīng)分析[A];第八屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

5 李小珍;李俊;朱艷;劉德軍;強(qiáng)士中;;車橋耦合動(dòng)力仿真分析及其在客運(yùn)專線橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[A];鐵路客運(yùn)專線建設(shè)技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年

6 李小珍;強(qiáng)士中;;列車～橋梁耦合動(dòng)力學(xué)研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[A];第十一屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅰ卷[C];2002年

7 郭熾斌;尹益輝;朱寶龍;;車橋耦合作用下斜拉橋的動(dòng)力分析[A];第17屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅱ冊）[C];2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 朱丹陽;車橋耦合系統(tǒng)動(dòng)力相互作用與多點(diǎn)地震響應(yīng)數(shù)值方法研究[D];大連理工大學(xué);2015年

2 杜憲亭;強(qiáng)地震作用下大跨度橋梁空間動(dòng)力效應(yīng)及列車運(yùn)行安全研究[D];北京交通大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李煥蘭;簡支梁橋損傷狀態(tài)下車橋耦合動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析[D];大連海事大學(xué);2015年

2 歐陽沖;城市高架軌道交通箱梁車橋耦合動(dòng)力響應(yīng)分析[D];武漢理工大學(xué);2015年

3 耿澤;基于車橋耦合分析的橋梁動(dòng)力參數(shù)精細(xì)化識(shí)別方法研究[D];長安大學(xué);2016年

4 李灃;基于MATLAB的車橋耦合動(dòng)力學(xué)分析[D];華中科技大學(xué);2015年

5 陸輝毅;車橋耦合殘余動(dòng)力響應(yīng)分析[D];華中科技大學(xué);2015年

6 陳世俊;車橋耦合作用的數(shù)值模擬研究[D];大連海事大學(xué);2008年

7 林鴻m8;高速鐵路車橋耦合及其應(yīng)用的研究[D];天津大學(xué);2008年

8 葉寧獻(xiàn);隨機(jī)不平順下車橋耦合的振動(dòng)分析[D];天津大學(xué);2009年

9 王向平;輪軌作用力對高速鐵路車橋耦合的影響[D];天津大學(xué);2009年

10 陳榕峰;公路橋梁車橋耦合主要影響因素仿真分析方法研究[D];長安大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：2309922