高速鐵路車(chē)輛——橋梁系統(tǒng)耦合振動(dòng)及程序設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)既有鐵路的不斷提速和高速鐵路的不斷興建，以及城市軌道交通的大批建設(shè)，使得人們充分認(rèn)識(shí)到了研究車(chē)橋相互作用的重要性和必要性。隨著列車(chē)行車(chē)速度的不斷提高，行車(chē)密度的不斷增加以及軸重的不斷加大，車(chē)輛與橋梁的動(dòng)力相互作用越來(lái)越成為一個(gè)關(guān)乎車(chē)輛安全運(yùn)行和橋梁正常使用的重要因素。一方面，列車(chē)通過(guò)橋梁時(shí)將引起橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，直接影響其工作狀態(tài)和使用壽命：另一方面，橋梁的振動(dòng)又反過(guò)來(lái)影響車(chē)輛的振動(dòng)，對(duì)車(chē)輛的平穩(wěn)性和安全性產(chǎn)生影響。因此，車(chē)橋耦合振

2、動(dòng)成為評(píng)估結(jié)構(gòu)動(dòng)力參數(shù)合理與否的重要考慮因素，車(chē)橋動(dòng)力分析問(wèn)題也越來(lái)越受到橋梁研究者的關(guān)注。 本文采用D′Alembert原理和Lagrange方程推導(dǎo)了23個(gè)自由度的車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)方程；使用有限元法建立橋梁系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程，討論了普通空間梁?jiǎn)卧膯卧獎(jiǎng)偠染仃嚭唾|(zhì)量矩陣；使用子空間迭代法求解結(jié)構(gòu)振動(dòng)的特征值；介紹了輪軌接觸幾何關(guān)系的求解方法；介紹了采用迭代法求解輪軌法向力；首先采用Hertz理論以確定輪軌接觸斑，然后采用Kalker線

3、性理論求解輪軌間的蠕滑力；介紹了車(chē)橋相互關(guān)系和軌道不平順；對(duì)于車(chē)輛、橋梁動(dòng)力學(xué)方程則采用Newmark-β法求解；最后討論了列車(chē)運(yùn)行安全性和運(yùn)行品質(zhì)以及他們的評(píng)價(jià)指標(biāo)，如脫軌系數(shù)、輪重減載率、Sperling舒適性指標(biāo)等。 在上述理論的基礎(chǔ)上，采用UML(標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言)建立了一個(gè)比較完善的車(chē)橋耦合分析程序的框架，并基于MFC平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，開(kāi)發(fā)出了一個(gè)具有良好的人機(jī)交互界面的車(chē)橋耦合分析程序，此程序系統(tǒng)具有良好的可靠性、可再