高速列車—無(wú)碴軌道—橋梁耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型及影響參數(shù)分析.pdf

1、高速列車通過(guò)鋪有無(wú)碴軌道的高架橋梁時(shí)將會(huì)引起軌道、橋梁等結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，而這些結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反過(guò)來(lái)又會(huì)影響列車的振動(dòng)，這種相互作用隨著現(xiàn)在列車運(yùn)行速度不斷提高、車輛載重不斷加大而越來(lái)越嚴(yán)重。基于高速鐵路、無(wú)碴軌道及高架橋梁在我國(guó)鐵路線路上的推廣和應(yīng)用現(xiàn)狀，本文以高速列車—無(wú)碴軌道—橋梁耦合動(dòng)力系統(tǒng)為研究對(duì)象，建立了有限元和模態(tài)分析兩種研究模型，并分別采用隱式積分法和顯式積分法對(duì)所得系統(tǒng)方程進(jìn)行求解，分析了多種動(dòng)力學(xué)影響參數(shù)的變化和多種軌道不平順

2、同時(shí)激擾的情況對(duì)列車過(guò)橋時(shí)車輛安全性、車輛平穩(wěn)性及橋梁動(dòng)力安全性的影響。
　　根據(jù)高速列車、板式無(wú)碴軌道及橋梁相互作用的特點(diǎn)，本文提出了一種通用的有限元建模方法來(lái)分析車軌橋耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。文中建立了列車—鋼軌和板式無(wú)碴軌道—橋梁兩種有限元單元模型，采用 Hamilton原理建立了兩種單元的振動(dòng)方程，通過(guò)一般裝配矩陣的方法形成系統(tǒng)矩陣進(jìn)行數(shù)值求解，通過(guò)算例驗(yàn)證了此方法的正確性。此方法的通用性主要體現(xiàn)在橋上結(jié)構(gòu)無(wú)論有多復(fù)雜，均可以

3、建立成類似的軌道—橋梁有限元單元模型，該單元再與有列車動(dòng)力因素影響的單元聯(lián)立即可輕易形成整體振動(dòng)方程。
　　建立了高速列車—長(zhǎng)枕埋入式無(wú)碴軌道—橋梁耦合系統(tǒng)模態(tài)分析模型，應(yīng)用Hertz非線性彈性接觸理論確定了輪軌之間相互作用力，采用新型顯式積分法對(duì)系統(tǒng)方程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，分析了列車速度、列車懸掛參數(shù)、軌道不平順、鋼軌與橋梁連接參數(shù)等動(dòng)力學(xué)影響參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能的影響。
　　研究車軌橋耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題時(shí)考慮了多種軌道不