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大轴重重载列车作用下钢桥动力性能研究
| 论文题名： | 大轴重重载列车作用下钢桥动力性能研究 |
| 关键词： | 钢桥;动力性能;逐步积分法;大轴重重载列车;有限元软件 |
| 摘要： | 铁路重载运输在大宗和长距离的货运方面具有显著经济性，已经成为世界铁路运输主要发展方向之一。随着我国客运专线路网的建设和投入使用，通过对既有铁路进行适当强化改造，发展重载运输，提高货运能力，将是我国铁路运输的主要发展方向之一。随着荷载的加重，车辆与桥梁的相互作用问题尤为突出，桥梁结构具有跨度大、刚度小的特点，在受到动力冲击时，振动效应尤为明显，并反过来作用在通过的车辆上，影响列车运行的平稳性和安全性，形成了车桥耦合系统。车桥耦合问题是一个集时变性、非线性和随机性于一体的复杂的动力学问题。 本文采用更符合实际情况的车桥耦合系统空间模型，在此空间模型的基础上建立了具有27自由度的车辆运动方程和桥梁结构的有限元动力学方程。此外，考虑轮轨接触力，建立车桥系统总方程，在轨道不平顺激励下和各种的假设下，采用数值方法模拟一段时域样本来代表整个的随机运行过程，将模拟得到的时域样本输入车桥总系统，运用数值解法，即逐步积分法编写程序以进行数值计算并获得系统响应随时间变化的历程。车桥耦合系统的动力学方程中的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵都是随时间变化的矩阵，即关于时间的函数。同时，矩阵的结构也在随时间不断变化，这导致在程序中每一个不同时间步长内的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵必须重新形成，这体现了车桥耦合系统问题的实质特点，同时也反应了此类问题的复杂性。 本文通过分析各种因素对车桥响应在时域方面的影响的分析，总结了一些有价值的结论，这些结论可以应用于桥梁结构设计和对未建桥梁进行的动力学行车模拟及安全评估，并且在列车提速和桥上行车速度的控制方面也具有实际的指导意义。此外，本文计算所得的理论数据为桥梁结构振动控制和动力性能分析及加固问题提供可靠的参考资料，为列车的安全运行和乘车的舒适性、平稳性提供参考。 |
| 作者： | 杨景超 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 季文玉 |
| 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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