車橋耦合振動(dòng)影響因素研究及隨機(jī)振動(dòng)分析.pdf

1、隨著列車運(yùn)行速度的不斷提高、交通密度的日益增加、荷載的逐漸加重，車輛與結(jié)構(gòu)的相互作用問(wèn)題越來(lái)越突出，尤其是橋梁結(jié)構(gòu)，具有跨度大、剛度小的特點(diǎn)，在受到動(dòng)力沖擊時(shí)，振動(dòng)效應(yīng)明顯，并反過(guò)來(lái)作用在車輛上，影響運(yùn)行的安全性和平穩(wěn)性，即形成了車橋耦合問(wèn)題。車橋耦合問(wèn)題是一個(gè)集隨機(jī)性、時(shí)變性、非線性于一體的復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。 本文采用更符合工程實(shí)際的考慮輪軌彈性接觸的車橋大系統(tǒng)空間耦合模型，在此模型的基礎(chǔ)上分別建立31自由度車輛運(yùn)動(dòng)方程和橋梁

2、結(jié)構(gòu)的有限元?jiǎng)恿W(xué)方程，與傳統(tǒng)模型不同車輛方程中輪對(duì)自由度是獨(dú)立的?？紤]輪軌接觸力，建立車橋總方程，在軌道不平順平穩(wěn)性和各態(tài)歷經(jīng)性的假設(shè)下，模擬一段足夠長(zhǎng)的時(shí)域樣本代表整個(gè)隨機(jī)過(guò)程，將時(shí)域樣本輸入車橋系統(tǒng)，運(yùn)用逐步積分法編寫程序進(jìn)行數(shù)值計(jì)算獲得系統(tǒng)響應(yīng)的時(shí)間歷程。車橋耦合問(wèn)題的動(dòng)力學(xué)方程中的質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣都是時(shí)變矩陣，即時(shí)間的函數(shù)，另外矩陣的結(jié)構(gòu)隨時(shí)間也在不斷變化，即矩陣中的非零項(xiàng)在矩陣中的位置也在變化，導(dǎo)致在程序中每一個(gè)

3、時(shí)間步長(zhǎng)質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣必須重新生成和分解，這集中體現(xiàn)了車橋耦合振動(dòng)的實(shí)質(zhì)和車橋耦合問(wèn)題的特點(diǎn)，同時(shí)也反應(yīng)了此類問(wèn)題的復(fù)雜性。另外，由于引起車橋耦合振動(dòng)的激勵(lì)具有隨機(jī)性，所以本文最后利用隨機(jī)振動(dòng)理論對(duì)車橋響應(yīng)進(jìn)行了隨機(jī)分析。 理論源于實(shí)踐，并服務(wù)于實(shí)踐。通過(guò)對(duì)各種因素影響下的車橋響應(yīng)在時(shí)域和頻域方面的分析，總結(jié)了許多有價(jià)值的結(jié)論，這些結(jié)論可應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和對(duì)未建橋梁進(jìn)行的動(dòng)力學(xué)行車模擬及安全評(píng)估，并且在列車提速