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铁路简支梁在移动荷载作用下的振动理论及数值研究
| 论文题名： | 铁路简支梁在移动荷载作用下的振动理论及数值研究 |
| 关键词： | 铁路简支梁;移动荷载;车桥耦合;动力响应;数值模拟 |
| 摘要： | 随着行车速度的不断提高，车流密度的日益增加，车辆载重逐渐加重，铁路桥梁和运行列车的动力相互作用越来越受到人们的重视。然而，完整的车辆-桥梁耦合振动模型由于在实现的过程中需要掌握大量的车辆、轨道建模参数，并且对分析人员的理论素质要求较高，需要综合运用结构动力学、车辆动力学、有限元技术、计算机编程等知识和原理，不容易被广大的工程师们接受，这使其在工程中的运用受到限制。 本文针对铁路简支梁建立了一种简化的车桥模型。其中，桥梁模型采用振型模态模型，车辆模型采用考虑车体刚度的均布质量模型。推导了列车匀速通过桥梁时的动力平衡方程，并与经典的簧上质量车辆模型以及完整的空间多自由度车辆模型进行了比较。 以京津城际跨度32m简支梁为工程背景，首先采用大型通用有限元软件ANSYS建立了该桥的有限元模型，然后分别采用上述三种车辆模型模拟德国ICE-3高速列车过桥的情况，对其引起的桥梁动力响应进行数值计算和比较。通过改变车速、质量比、刚度比研究本文建立的车桥简化模型的适用性和可行性。研究结果表明：(1)随着车速的增大，桥梁竖向位移幅值变化不显著，而竖向加速度幅值随着车速的增大有增大的趋势；(2)随着车桥刚度比的增大，桥梁竖向位移幅值有所减小，而桥梁竖向加速度幅值随着车体刚度的增大而增大：(3)随着车桥质量比的增大，桥梁竖向位移和加速度幅值均有显著的增大。(4)通过比较三种车桥模型的计算结果可发现，桥梁的竖向位移、竖向加速度计算幅值较为接近，变化趋势也较为一致，表明本文提出的简化模型具有一定的计算精度。 |
| 作者： | 张运山 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 郭薇薇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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