基于并行算法和有限元法的車(chē)—線(xiàn)—橋耦合振動(dòng)分析.pdf

1、近10年來(lái)，我國(guó)高速鐵路得到了快速發(fā)展，隨著列車(chē)運(yùn)行速度的不斷加快，以及橋梁在鐵路總里程中所占的比重越來(lái)越大，車(chē)-線(xiàn)-橋耦合振動(dòng)問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注。由于車(chē)-線(xiàn)-橋耦合振動(dòng)分析中復(fù)雜的輪軌關(guān)系，使得耦合系統(tǒng)瞬態(tài)動(dòng)力分析的時(shí)間步長(zhǎng)極小;同時(shí)系統(tǒng)建模越來(lái)越復(fù)雜和精細(xì)，大大增加了計(jì)算量。因此，有必要提高車(chē)-線(xiàn)-橋耦合振動(dòng)系統(tǒng)的建模效率和仿真分析計(jì)算速度。本文針對(duì)上述問(wèn)題并在前人研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了以下的研究工作:
　　1.改進(jìn)了車(chē)-

2、線(xiàn)-橋空間耦合振動(dòng)模型，編制了計(jì)算軟件TRBF-DYNA
　　基于有限元法建立線(xiàn)路-橋梁模型運(yùn)動(dòng)方程，結(jié)合現(xiàn)有通用有限元軟件導(dǎo)出線(xiàn)路-橋梁模型的質(zhì)量矩陣、剛度矩陣、阻尼矩陣，提高了系統(tǒng)的建模效率和準(zhǔn)確性;基于改進(jìn)的空間跡線(xiàn)法求解輪軌接觸空間幾何關(guān)系，可計(jì)算輪軌多點(diǎn)接觸狀況;針對(duì)車(chē)-線(xiàn)-橋耦合振動(dòng)問(wèn)題提出一種并行計(jì)算的策略，使計(jì)算速度大大提高;自主開(kāi)發(fā)了基于MATLAB的車(chē)-線(xiàn)-橋空間耦合振動(dòng)分析軟件TRBF-DYNA，該軟件發(fā)揮了

3、MATLAB處理大型矩陣運(yùn)算的優(yōu)勢(shì)以及強(qiáng)大的后處理功能。
　　2.TRBF-DYNA軟件計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證
　　與文獻(xiàn)[2]中八車(chē)十跨高速鐵路典型32m簡(jiǎn)支箱梁模型的車(chē)輛動(dòng)力響應(yīng)以及軌道-橋梁動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明TRBF-DYNA軟件能夠較好的反映車(chē)-線(xiàn)-橋耦合振動(dòng)特性，能夠滿(mǎn)足工程應(yīng)用要求。
　　3.利用TRBF-DYNA軟件進(jìn)行96m鋼箱拱橋的車(chē)-線(xiàn)-橋耦合振動(dòng)分析
　　以京滬高速鐵路96m跨度鋼箱