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基于能量法建立车桥耦合振动系统的方法研究
| 论文题名： | 基于能量法建立车桥耦合振动系统的方法研究 |
| 关键词： | 对号入座法则;车桥振动系统;人工蛇形波;能量法;车桥耦合振动;激励源;总势能不变值原理 |
| 摘要： | 列车通过桥梁时将引起桥梁结构的振动，而桥梁的振动又反过来影响车辆的振动，这种相互作用就是车辆与桥梁之间的耦合振动。车桥耦合是一个很复杂的问题，涉及总体研究思路、车辆分析模型、桥梁分析模型、轮轨接触关系、激励源、数值计算方法等多个方面。 本文根据南京长江大桥在提速货车通过时，横向振幅超过规范限值这一实际问题，运用能量法整体建立车桥系统方程，并运用蒙特卡罗方法构建了人工蛇形波作为系统横向振动的激励源，从而为进一步求解车桥振动系统自激响应并为最终控制铁路桥梁的横向振动提供理论基础。 首先通过对比分析各类建立系统振动方程的原理和方法，得到对建立复杂时变系统宜采用能量法的认识，进而选取了能量法中的弹性系统动力学总势能不变值原理和“对号入座”法则来具体建立车桥方程；以常见的C62A货车为原型，选取了考虑侧摆、侧滚、摇头、点头、浮沉等21个自由度的空间多自由度车辆模型作为行驰在南京长江大桥上的列车模型，求解出单节车辆的刚度、阻尼、质量矩阵；针对南京长江大桥连续钢桁梁的具体结构型式，运用特定的桁段有限元来构建对应的节点位移参数和位移模式，总体建立车桥系统的振动方程。本文以10个节间、1辆列车为例，计算了121阶系统矩阵的前10阶方阵。 根据“以响应求响应”的原理，将系统的一部分已知响应作为“激励源”，代入系统方阵，以已知响应求未知响应，以广深线轨检车实测数据为基础，通过概率计算σp，运用蒙特卡罗方法，结合v和σp之间的关系曲线，在MATLAB中编制程序生成人工蛇形波作为系统横向振动的“激励源”，从而为车桥耦合振动系统的完整构建提供重要基石。 |
| 作者： | 曾科 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 刘伟庆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京工业大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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