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重载货车-路轨耦合动力学建模与分析
| 论文题名： | 重载货车-路轨耦合动力学建模与分析 |
| 关键词： | 重载货车;车-轨-桥耦合;动力学分析;行驶安全性;轨道刚度;路基受力 |
| 摘要： | 本文以重载铁路为研究对象，基于多体动力学与有限元理论建立了重载货车-轨道-桥梁耦合动力学模型，重点对货车不同运行工况及轨道参数下车-轨-桥耦合系统的动力特性进行了仿真研究，还建立了重载铁路轨道-路基-地基系统有限元模型并进行了路基受力优化预测分析。 首先，基于SIMPACK软件并针对某重载货车结构特点，考虑轮轨接触中的法向力、蠕滑力作用，根据Hertz弹性接触及Kallker非线性滚动理论建立了轮轨接触模型;详细考虑了货车中的非线性作用，建立了货车多体动力学模型并分析了货车的运动稳定性。 其次，建立了轨道及32m简支桥梁的三维有限元模型，对该模型进行模态分析后，得出了模型的固有频率及振型。通过引入轨道与桥梁超单元并编写柔性轨道配置程序，建立了车-轨-桥耦合模型。介绍了轨道不平顺谱时域模拟的方法，通过仿真结果与试验结果对比，验证了所建模型的可靠性。 再次，基于耦合模型分析了空车、重车以不同车速通过桥梁时耦合系统的动力学响应，结合相关规范可得系统动力性能良好，货车空车运行工况下的行驶安全性要低于重车运行工况。研究了桥梁跨度、轨道不平顺与轨道刚度的变化对系统动力性能的影响规律，给出了桥上轨道刚度值的建议范围。 最后，建立了考虑路基上部结构相互作用下的路基受力载荷系统模型及其弹塑性本构模型，进行了在货车载荷作用下路基受力特性的有限元仿真分析。基于建立的模型，仿真分析了路基应力的分布规律，并预测了其受轴重、道床与基床表层的厚度、弹性模量这几个因素的影响。 |
| 作者： | 马新军 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 马大为 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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