子結(jié)構(gòu)法在橋梁結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、交通建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展、計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的迅速提高和有限單元法理論的日益完善給復(fù)雜結(jié)構(gòu)力學(xué)問題的計(jì)算帶來了革命性的變革，這也給動(dòng)力子結(jié)構(gòu)法基礎(chǔ)理論的創(chuàng)建和發(fā)展帶來了新的活力。車—橋—軌道動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，由于結(jié)構(gòu)模型的規(guī)模不斷擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)的自由度也隨著大量增多，因此，不得不對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行大量的計(jì)算。子結(jié)構(gòu)法的基本思想是“先修改后復(fù)原”，通過縮減自由度的方式來簡(jiǎn)化計(jì)算，這不僅能夠大幅度降低結(jié)構(gòu)自由度數(shù)目，提高計(jì)算效率，而且能夠保證結(jié)構(gòu)計(jì)算分析的精度。

2、
　　本文以長(zhǎng)枕埋入式無砟軌道為研究對(duì)象，基于Guyan靜力縮聚法和子結(jié)構(gòu)超級(jí)單元法的理論，提出了一種有效的軌枕超級(jí)單元，可用于精細(xì)化的車，橋-軌耦合動(dòng)力學(xué)分析中，顯著提高計(jì)算效率。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　?、俑鶕?jù)D'Alembert原理推導(dǎo)出多自由度體系的運(yùn)動(dòng)方程;根據(jù)結(jié)構(gòu)有限元原理建立橋上無砟軌道有限元模型并推導(dǎo)了橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)微分方程。
　　②基于子結(jié)構(gòu)分析方法中的Guyan縮聚理論，建立長(zhǎng)軌枕埋入式無砟軌道縮減

3、模型，通過與未縮減的全模型開展靜力和動(dòng)力特性的對(duì)比，驗(yàn)證了Guyan縮聚法在結(jié)構(gòu)靜力分析中的可行性以及在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析的不足。
　　③利用ANSYS軟件中的MATRIX50超級(jí)單元建立橋梁無砟軌道縮減模型，通過與未縮減的全模型開展瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)MATRIX50超級(jí)單元在橫向與縱向扭轉(zhuǎn)響應(yīng)上存在不足，原因在于其質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣仍然來自于Guyan理論。
　?、芾眠_(dá)朗貝爾原理推導(dǎo)了軌枕子結(jié)構(gòu)超級(jí)單元的質(zhì)量矩陣[M]