子結構法在橋梁結構分析中的應用研究.pdf

1、交通建設事業(yè)的蓬勃發(fā)展、計算機硬件技術的迅速提高和有限單元法理論的日益完善給復雜結構力學問題的計算帶來了革命性的變革，這也給動力子結構法基礎理論的創(chuàng)建和發(fā)展帶來了新的活力。車—橋—軌道動力學分析時，由于結構模型的規(guī)模不斷擴大，結構的自由度也隨著大量增多，因此，不得不對結構進行大量的計算。子結構法的基本思想是“先修改后復原”，通過縮減自由度的方式來簡化計算，這不僅能夠大幅度降低結構自由度數(shù)目，提高計算效率，而且能夠保證結構計算分析的精度。

2、
　　本文以長枕埋入式無砟軌道為研究對象，基于Guyan靜力縮聚法和子結構超級單元法的理論，提出了一種有效的軌枕超級單元，可用于精細化的車，橋-軌耦合動力學分析中，顯著提高計算效率。本文主要研究內(nèi)容如下:
　?、俑鶕?jù)D'Alembert原理推導出多自由度體系的運動方程;根據(jù)結構有限元原理建立橋上無砟軌道有限元模型并推導了橋梁結構振動微分方程。
　?、诨谧咏Y構分析方法中的Guyan縮聚理論，建立長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力特性的對比，驗證了Guyan縮聚法在結構靜力分析中的可行性以及在結構動力學分析的不足。
　　③利用ANSYS軟件中的MATRIX50超級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)動力學分析對比，發(fā)現(xiàn)MATRIX50超級單元在橫向與縱向扭轉響應上存在不足，原因在于其質量矩陣和阻尼矩陣仍然來自于Guyan理論。
　?、芾眠_朗貝爾原理推導了軌枕子結構超級單元的質量矩陣[M]