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多制式单轨交通系统车桥耦合振动分析
| 论文题名： | 多制式单轨交通系统车桥耦合振动分析 |
| 关键词： | 单轨交通;轨道梁优化;车桥耦合;多体动力学;动力响应分析 |
| 摘要： | 单轨交通作为城市轨道交通形式的新选择，越来越受到国内外城市的青睐。多制式单轨交通作为一种新型的单轨交通制式，结构复杂，技术属世界范围内首次创新，还需要经过大量的理论研究和试验对其进行验证和探索。因此，本文基于多体动力学与有限元方法理论，通过UM-ANSYS的联合仿真，建立了多制式单轨交通车桥耦合动力仿真模型，围绕其动力响应展开分析，本文研究工作如下： 首先，在多制式单轨交通轨道梁优化截面的基础上，通过有限元软件ANSYS建立多制式单轨交通轨道梁模型，选用分块兰索斯法对轨道梁进行模态分析，得到轨道梁结构的自振频率和振型，并用MIDAS有限元软件校核了ANSYS轨道梁模态分析结果；进一步分析对比了多制式单轨交通轨道梁既有截面和轨道梁优化截面的动力特性，为多制式单轨交通轨道梁的优化设计提供动力特性理论依据。 其次，分析多制式单轨列车的结构体系，简化多制式单轨列车的物理模型，分别建立46-DOFs跨座式单轨列车模型和50-DOFs悬挂式单轨列车模型，明确轮胎的力学特性。通过多体动力学软件UM建立了多制式单轨列车动力模型，同时为了更好地了解所建单轨列车的运动特性，对其自振特性进行了计算分析。 然后，阐述了多制式单轨交通轨道梁ANSYS有限元模型导入多体动力学软件UM的过程，以及UM-ANSYS联合仿真的关键技术，建立了多制式单轨交通车桥耦合动力仿真模型，实现了多制式单轨交通系统车桥耦合。采用数值模拟法得到轨道不平顺样本数据，将其作为激励源施加到多制式单轨交通轨道梁表面上。 最后，从列车响应和桥梁响应两个方面提出多制式单轨交通车桥系统动力响应评价标准，以单线行车即跨座式列车或悬挂式列车在轨道梁单线行驶为基本荷载工况，根据选用的评价标准，分析了列车编组、轨道不平顺和列车运行方式等参数对车桥系统动力响应的影响。 本文基于多体动力学与有限元方法理论，通过UM-ANSYS的联合仿真，建立了多制式单轨交通车桥耦合动力仿真模型，围绕其动力响应展开分析，并分析了列车编组、轨道不平顺和列车运行方式等对多制式单轨交通车桥耦合系统动力响应的影响变化规律。本文主要研究工作和结论对多制式单轨交通轨道梁优化设计和车桥耦合系统动力仿真分析具有重要的参考价值。 |
| 作者： | 吉敏 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 朱尔玉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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