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磁悬浮列车-高架桥梁系统耦合动力问题研究
| 论文题名： | 磁悬浮列车-高架桥梁系统耦合动力问题研究 |
| 关键词： | 磁浮列车;电磁力;耦合振动;冲击效应;高架桥梁 |
| 摘要： | 本文在车桥耦合动力相互作用理论基础上，以刚刚建成的长沙磁浮快线上的25m典型预应力混凝土简支箱梁桥为研究对象，建立了车桥耦合动力学模型，并用全过程迭代法求解车桥耦合系统方程。以轨道不平顺作为随机激励，以电磁力为联系纽带，重点分析了磁浮车桥耦合动力相互作用的响应规律。然后，探讨了中低速磁浮高架桥冲击效应的影响因素，并对磁浮线路轨道梁的设计进行了研究。最后着重分析了动力系数与车速的关系，主要工作内容和结论如下: (1)本文在研究磁悬浮列车动力耦合问题时，仅考虑车桥耦合竖向振动而不考虑横向振动，并采用计算效率高、收敛过程可控性高的全过程迭代法，经计算验证该方法可行。 (2)分析中低速磁浮列车的电磁悬浮动态机理，推导了动态电磁悬浮力的计算公式，总结了电磁悬浮动态特性。 (3)在总结和分析既有研究成果的基础上，建立了磁浮车桥耦合模型，介绍了磁浮线路的轨道不平顺模型参数选取方式，用全过程迭代法求解磁浮车桥在轨道不平顺激励下的动态响应。 (4)轨道梁跨中位移动力系数在车速10～80km/h范围内随着行车速度的提高基本呈增大趋势，均小于1.2，证明轨道梁动力响应很小，反映出长沙磁浮线路轨道梁在列车低速运行时的良好动力性能。除车速之外，车体质量也是其主要影响因素，当磁浮车辆车重不同时，其磁浮车桥耦合体系的动力响应随着车体质量的增大而增大。 (5)在研究磁浮高架桥冲击效应时，分别讨论了车重、车速、桥梁阻尼比及轨道梁截面尺寸对简支梁动力系数的影响。轨道梁跨中位移动力系数随车重和车速的增大而增大，随桥梁阻尼比的增大而减小，轨道梁截面尺寸的局部调整对其影响不大，所以，具体截面尺寸的主控因素是刚度。 (6)当轨道梁阻尼比、荷载长度和跨度确定时，通过大量仿真计算得到了磁浮列车80km/h速度范围以内的轨道梁跨中位移动力系数随车速变化的关系，最后，得出了轨道梁跨中位移动力系数与车速的线性拟合公式。 |
| 作者： | 刘洁 |
| 专业： | 工科 |
| 导师： | 张楠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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