車橋耦合振動影響因素研究及隨機振動分析.pdf

1、隨著列車運行速度的不斷提高、交通密度的日益增加、荷載的逐漸加重，車輛與結構的相互作用問題越來越突出，尤其是橋梁結構，具有跨度大、剛度小的特點，在受到動力沖擊時，振動效應明顯，并反過來作用在車輛上，影響運行的安全性和平穩(wěn)性，即形成了車橋耦合問題。車橋耦合問題是一個集隨機性、時變性、非線性于一體的復雜的動力學問題。 本文采用更符合工程實際的考慮輪軌彈性接觸的車橋大系統(tǒng)空間耦合模型，在此模型的基礎上分別建立31自由度車輛運動方程和橋梁

2、結構的有限元動力學方程，與傳統(tǒng)模型不同車輛方程中輪對自由度是獨立的?？紤]輪軌接觸力，建立車橋總方程，在軌道不平順平穩(wěn)性和各態(tài)歷經性的假設下，模擬一段足夠長的時域樣本代表整個隨機過程，將時域樣本輸入車橋系統(tǒng)，運用逐步積分法編寫程序進行數值計算獲得系統(tǒng)響應的時間歷程。車橋耦合問題的動力學方程中的質量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣都是時變矩陣，即時間的函數，另外矩陣的結構隨時間也在不斷變化，即矩陣中的非零項在矩陣中的位置也在變化，導致在程序中每一個

3、時間步長質量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣必須重新生成和分解，這集中體現了車橋耦合振動的實質和車橋耦合問題的特點，同時也反應了此類問題的復雜性。另外，由于引起車橋耦合振動的激勵具有隨機性，所以本文最后利用隨機振動理論對車橋響應進行了隨機分析。 理論源于實踐，并服務于實踐。通過對各種因素影響下的車橋響應在時域和頻域方面的分析，總結了許多有價值的結論，這些結論可應用于橋梁結構的設計和對未建橋梁進行的動力學行車模擬及安全評估，并且在列車提速