非線性不對稱彈性約束車-橋系統(tǒng)動力學(xué)分析.pdf

1、車-橋系統(tǒng)的耦合振動是一個十分重要的研究課題。隨著快速交通系統(tǒng)的不斷興起，對其系統(tǒng)的動力學(xué)分析也提出了更高的要求。例如：車輪與軌道之間、軌道與彈性基礎(chǔ)之間、以及基礎(chǔ)與橋梁之間的非線性約束問題越來越引起人們的重視。建立合理的數(shù)學(xué)物理模型，研究非線性不對稱約束對車一橋系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)的影響，有著重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。 本文的主要研究工作有： 1．分別考慮車輛和橋梁兩個子系統(tǒng)，將車輛模擬為由彈性約束相聯(lián)系的多體系統(tǒng)(移動

2、彈性系統(tǒng))，橋梁為Euler-Beinoulli彈性梁，通過相互作用力組成車一橋耦合時變動力學(xué)系統(tǒng)。分別利用D'Alembert原理和Lagrange方法建立車一橋系統(tǒng)的耦合振動微分方程，數(shù)值求解系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)，并分別討論了移動力、移動質(zhì)量和移動彈性系統(tǒng)等不同車輛模型以及速度、剛度、阻尼系數(shù)等參數(shù)對系統(tǒng)動力響應(yīng)的影響。 2．考慮彈性支承的車-梁系統(tǒng)，將車輛簡化為質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)，梁則模擬為由多個非線性、不對稱特性的彈性元件和

3、阻尼器約束的梁，其中彈性元件的非線性剛度由分段線性模型近似；阻尼則為拉壓不對稱形式，建立系統(tǒng)的非線性動力學(xué)方程，數(shù)值計算系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng)。分別就梁端部鉸支和自由的情況下，模擬了不同彈性支承數(shù)目、分段線性剛度和分段線性阻尼系數(shù)變化對系統(tǒng)動力響應(yīng)的影響，獲得了一些有意義的結(jié)論。 3．考慮車輛-軌道-橋梁間的動力相互作用，車輛仍被簡化為質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)，用Euler—Bernoulli雙梁模型分別模擬軌道和橋梁結(jié)構(gòu)，軌道和橋梁之間