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突变风下车-桥系统三分力系数演化规律的CFD分析
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作者 肖洋 何旭辉 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期723-733,共11页
为研究突变风作用下车-桥系统三分力非定常特性问题,以某大桥工程为背景,采用ANSYS Fluent有限元软件建立流线型箱梁和钝体和谐号列车精细化二维数值模型,基于UDF在模型速度入口设置6种突变风工况,分析不同加速度和有无初速度作用下的车... 为研究突变风作用下车-桥系统三分力非定常特性问题,以某大桥工程为背景,采用ANSYS Fluent有限元软件建立流线型箱梁和钝体和谐号列车精细化二维数值模型,基于UDF在模型速度入口设置6种突变风工况,分析不同加速度和有无初速度作用下的车-桥系统三分力及其系数演化规律。通过与均匀流对照,研究结果表明:在各突变风工况中,车-桥系统在加速初始和结束时刻会出现阻力跃升和跃跌,这可能与加速度的有无相关,其中流线型箱梁在加速过程中出现阻力超冲现象,超冲系数值最大可达4.1,而钝体列车超冲系数值维持在1.0~1.1,基本无阻力超冲现象。此外,比之无初速工况,有初速会降低阻力超冲系数值。3个气动力系数均出现显著的非定常特性,在加速初段,升力系数C_(L)(t)、阻力系数C_(D)(t)和扭矩系数C_M(t)波动幅度大,加速后段逐步平稳,回到均匀流相应水平。其中无初速的工况车-桥系统三分力系数非定常效应比有初速工况更为明显。在不同加速度的工况之间,非定常效应也存在差异性,对于有初速的突变风工况,在一定范围内,车-桥系统三分力系数非定常效应随着加速度的增大而增大,而对于无初速的工况则随着加速度的增大而减小。可见,有无初速度和加速度的大小是影响突变风下车-桥系统三分力系数非定常特性的因素。研究结果可为突变风作用的气动力非定常特性研究和高速列车行车安全性提供一定参考。 展开更多
关键词 突变 -系统 超冲系数 三分力系数 非定常效应 CFD
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悬挂式单轨交通柔性吊杆拱桥风-车-桥耦合仿真分析
2
作者 曾敏 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第1期36-43,共8页
[目的]悬挂式单轨交通柔性吊杆拱桥因具有结构刚度小、轨道梁梁体宽跨比小的特点,易受风荷载作用从而影响桥梁结构的安全性和列车的舒适性,需对风-车-桥耦合结构进行研究。[方法]以我国首条悬挂式单轨交通线路为工程背景,通过ANSYS有限... [目的]悬挂式单轨交通柔性吊杆拱桥因具有结构刚度小、轨道梁梁体宽跨比小的特点,易受风荷载作用从而影响桥梁结构的安全性和列车的舒适性,需对风-车-桥耦合结构进行研究。[方法]以我国首条悬挂式单轨交通线路为工程背景,通过ANSYS有限元软件建立长度为80 m的柔性吊杆拱桥模型,通过Fluent有限元软件以及多体动力学软件UM进行风-车-桥耦合分析,并通过平稳性指标判断行车情况。[结果及结论]在风荷载作用下,列车的横向平稳性指标变化较竖向更剧烈,其平稳性处于列车运行合格的边缘。当车速和风速增大时,列车的横向振动明显提升;车速40 km/h下,20 m/s风速相比于10 m/s风速的最大桥梁横向位移增幅达159.5%,最大竖向位移增幅达11%;15 m/s风速相比于10 m/s风速的最大桥梁横向位移增幅达70%,最大竖向位移增幅达24.1%。 展开更多
关键词 悬挂式单轨交通 柔性吊杆拱 --耦合系统
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考虑冲刷效应的大跨桥梁地震-风-车-桥耦合振动分析 被引量:1
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作者 王亚伟 朱金 +3 位作者 郑凯锋 苏永华 郭辉 李永乐 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期323-331,共9页
为研究冲刷效应对地震与风联合作用下大跨桥梁动力响应的影响,在已建立的地震-风-车-桥耦合振动分析模型基础上,利用p-y曲线(p为土阻力,y为变形)折减法考虑不同冲刷深度的桩土荷载-位移关系,根据桩土荷载-位移关系和冲刷深度更新桩基的... 为研究冲刷效应对地震与风联合作用下大跨桥梁动力响应的影响,在已建立的地震-风-车-桥耦合振动分析模型基础上,利用p-y曲线(p为土阻力,y为变形)折减法考虑不同冲刷深度的桩土荷载-位移关系,根据桩土荷载-位移关系和冲刷深度更新桩基的侧向支撑刚度和长度,从而考虑了冲刷效应对大跨桥梁动力响应的影响,并将模型应用到江顺大桥冲刷效应的分析研究中.研究结果表明:基础冲刷减弱了地基土对结构的侧向约束,从而降低结构的自振频率,侧向振型的自振频率最大降低6.01%;在运营车辆和风荷载作用下,基础冲刷对结构的振动响应影响很小;在地震发生后,基础冲刷会增大结构的横向振动,结构的横向位移响应极值最大增大9.1%,横向位移响应谱也相应增大,而对结构的竖向振动影响很小;基础冲刷可能减小车辆横向加速度的响应,车辆的横向加速度响应极值最大降低7.7%,对车辆的竖向振动影响很小. 展开更多
关键词 冲刷效应 P-Y曲线 大跨 地震-风-车-桥系统 耦合振动
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地震作用下小半径弯梁桥梁-轨系统的敏感性分析
4
作者 汤周 《铁道建筑》 北大核心 2025年第1期79-86,共8页
以某高速铁路联络线中400 m半径圆曲线段上一多联小半径弯梁桥作为研究对象,通过合成既可兼顾低频与高频两种频段成分影响,又可调整单项脉冲参数的近断层脉冲型地震动人工波,研究小半径弯梁桥上梁-轨系统对近断层脉冲型地震的脉冲类型... 以某高速铁路联络线中400 m半径圆曲线段上一多联小半径弯梁桥作为研究对象,通过合成既可兼顾低频与高频两种频段成分影响,又可调整单项脉冲参数的近断层脉冲型地震动人工波,研究小半径弯梁桥上梁-轨系统对近断层脉冲型地震的脉冲类型、脉冲峰值、脉冲周期、脉冲数量和脉冲叠加效应等参数的敏感性。结果表明:小半径弯梁桥沿切线方向的纵向梁轨作用和因钢轨侧向分力引起的横向梁轨作用相互耦合,且滑冲脉冲型地震引起的梁轨作用最强烈,破裂前方脉冲型次之,无脉冲型最小;提高脉冲峰值和脉冲数量使得梁轨作用增强,原梁-轨系统受力不利处增幅最显著;脉冲周期接近结构自振周期时,原敏感性较低的活动墩受力出现较大增幅;两类脉冲峰值重合时的叠加效应所引起的梁-轨系统响应增幅较大,增幅低于20%;五项脉冲参数的敏感性由强到弱依次为脉冲类型、脉冲周期、脉冲峰值、脉冲数量和脉冲叠加效应。 展开更多
关键词 小半径弯梁 -系统 数值模拟 近断层脉冲型地震 人工合成地震
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方幂好格子点法在车-桥系统随机动力分析的应用
5
作者 周子骥 张楠 严国兵 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第2期524-532,共9页
针对难以精确选取具有代表性的超高维随机相位角问题,采用方幂好格子点法生成代表性轨道不平顺样本,并将该样本作用于车-桥系统,得到轮轨力的均值与标准差;然后,通过对比虚拟激励法、确定性时程法和蒙特卡洛法的计算结果来探究该方法的... 针对难以精确选取具有代表性的超高维随机相位角问题,采用方幂好格子点法生成代表性轨道不平顺样本,并将该样本作用于车-桥系统,得到轮轨力的均值与标准差;然后,通过对比虚拟激励法、确定性时程法和蒙特卡洛法的计算结果来探究该方法的计算精度与计算效率;最后,采用线性与非线性轮轨接触关系研究考虑列车日运营量的脱轨系数阈值.以和谐号通过桥梁为例,计算结果表明:与蒙特卡洛法相比,采用方幂好格子点法生成不同方向的轨道不平顺样本之间的均匀性较好;方幂好格子点法求得的随机动力响应的概率特征参数与其他方法相比,具有较高的计算精度,其计算效率较蒙特卡洛法提高了近5倍;分别采用线性与非线性轮轨接触关系时所得的脱轨系数阈值相差达4.68%,方幂好格子点法具有较广泛适用性. 展开更多
关键词 -系统 方幂好格子点法 均值与标准差 脱轨系阈值 非线性轮轨接触
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风-浪联合作用下斜拉-悬索协作体系桥车-桥耦合振动仿真研究
6
作者 祝兵 员帅伟 +1 位作者 王浩宇 殷瑞涛 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期23-31,共9页
为保证海洋环境下斜拉-悬索协作体系桥列车运行的安全性和舒适度,对该类桥梁进行风-浪联合作用下的车-桥耦合振动仿真研究。以某公铁两用斜拉-悬索协作体系桥为背景,采用ANSYS软件建立桥梁有限元模型,采用多体系统动力学软件SIMPACK建... 为保证海洋环境下斜拉-悬索协作体系桥列车运行的安全性和舒适度,对该类桥梁进行风-浪联合作用下的车-桥耦合振动仿真研究。以某公铁两用斜拉-悬索协作体系桥为背景,采用ANSYS软件建立桥梁有限元模型,采用多体系统动力学软件SIMPACK建立列车动力学模型,利用重叠网格技术,模拟车-桥耦合系统在不同风速和车速下的气动荷载,采用FLOW-3D软件计算桥梁下部复合基础的规则波浪荷载,建立风-浪联合作用下的车-桥耦合振动模型,分析波高、风速和车速对车-桥耦合系统动力响应的影响规律。结果表明:在风-浪-车-桥耦合系统中,列车各动力学指标均随波高增大而增大,桥梁跨中横向位移随波高增大而显著增大,而跨中竖向位移几乎不受影响;列车各动力学指标均随风速提高而显著增大,桥梁跨中竖向位移随风速提高而减小;列车各动力学指标均随车速增大而增大,桥梁跨中横向位移和横向加速度不随车速改变而显著变化,桥梁竖向位移和竖向加速度随车速提高而显著增大。 展开更多
关键词 斜拉-悬索协作体系 公路铁路两用 跨海 -浪联合作用 -耦合振动 重叠网格技术 气动荷载 有限元法
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波浪作用下高速列车-轨道-桥梁系统耦合振动研究 被引量:2
7
作者 雷虎军 董盈 +1 位作者 林镇荣 陈希茂 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期54-60,共7页
为研究波浪作用对高速铁路跨海桥梁车-轨-桥系统耦合振动的影响,基于线性波浪理论和Morison方程模拟波浪荷载,采用分布力模式输入既有车-轨-桥系统耦合振动分析程序,提出波浪作用下的车-轨-桥系统耦合振动分析方法。以某高速铁路跨海斜... 为研究波浪作用对高速铁路跨海桥梁车-轨-桥系统耦合振动的影响,基于线性波浪理论和Morison方程模拟波浪荷载,采用分布力模式输入既有车-轨-桥系统耦合振动分析程序,提出波浪作用下的车-轨-桥系统耦合振动分析方法。以某高速铁路跨海斜拉桥为背景,研究波坡面效应、波浪重现期、车速对车-轨-桥系统动力响应的影响,并评估不同重现期波浪作用下过桥列车的走行性。结果表明:波坡面效应会使作用于不同单桩的波浪荷载初始相位不同,从而导致作用于群桩基础的波浪荷载合力不同;随着波浪重现期的增大,车-轨-桥系统的横向动力响应均增大,而竖向动力响应几乎不变;考虑波浪作用后,列车的行车安全性指标均随车速的增大而增大,波浪荷载会显著降低桥上列车的乘坐舒适性并增加桥上列车的脱轨风险。常遇波浪(10年重现期)和极端波浪(100年重现期)作用下列车的安全车速阈值分别为325 km/h和275 km/h。 展开更多
关键词 高速铁路 --系统耦合振动 波浪作用 波坡面效应 波浪重现期 动力响应 安全性
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考虑相干路面不平度的车-路-桥耦合系统振动分析
8
作者 任剑莹 李梦 +1 位作者 孙志棋 陈宇航 《石家庄铁道大学学报(自然科学版)》 2024年第3期1-11,共11页
在车-桥耦合振动系统中,路面不平度作为主要激励之一,直接影响着车辆、路面铺装及桥体的动力响应,而在已有的车-桥耦合振动分析中,还少有考虑路面铺装及路面不平度相干性(即左右轮非一致路面不平度)的研究.为获得更接近实际的车-桥耦合... 在车-桥耦合振动系统中,路面不平度作为主要激励之一,直接影响着车辆、路面铺装及桥体的动力响应,而在已有的车-桥耦合振动分析中,还少有考虑路面铺装及路面不平度相干性(即左右轮非一致路面不平度)的研究.为获得更接近实际的车-桥耦合振动分析模型,建立了三维车-路-桥耦合(VPBI)系统有限元模型.路面铺装的黏弹性属性用Prony级数表征;路面不平度由逆傅里叶变换法构建,通过左右轮路面不平度相位差引入相干性,采用约束耦合法实现车辆、路面不平度和路面铺装的位移协调,得到三维VPBI系统有限元模型,并分析左右轮非一致路面不平度及其相干强度对车辆、路面铺装和桥体动力响应的影响情况.结果表明,在建立更接近实际的更精细化的三维VPBI计算模型时,须考虑相干路面不平度对系统动力响应的影响. 展开更多
关键词 梁工程 --耦合系统 数值模拟 动力响应 路面不平度 相干性
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大跨钢桁梁悬索桥风-车-桥分析系统建立与可视化实现 被引量:22
9
作者 韩万水 刘焕举 +2 位作者 包大海 黄平明 袁阳光 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期99-108,共10页
从钢桁梁断面风荷载和车辆荷载加载角度对现有风-车-桥耦合振动系统进行精细化改进。首先基于钢桁梁自身结构特性,以桁杆为单位,对静风力和抖振力,采用合力等效原则,使得任意时刻每个截面内所有节点所受静风力和抖振力的合力与作用在该... 从钢桁梁断面风荷载和车辆荷载加载角度对现有风-车-桥耦合振动系统进行精细化改进。首先基于钢桁梁自身结构特性,以桁杆为单位,对静风力和抖振力,采用合力等效原则,使得任意时刻每个截面内所有节点所受静风力和抖振力的合力与作用在该截面形心的等效静风力和抖振力相等,求取每个节点的静风力和抖振力;对于自激力,依据刚体运动学理论,推导了钢桁梁截面节点与相应截面形心两者运动状态之间的关系式,采用响应不变原则,获取每个节点的自激力。其次在已建立适用于单主梁模型的分析系统的基础上,融入提出的钢桁梁风荷载精细化分析方法,构建大跨钢桁悬索桥风-车-桥分析系统,并基于OpenGL技术集成开发风荷载作用下随机车流过桥的动态可视化功能。最后依托一座典型大跨钢桁悬索桥,采用建立的分析系统,对不同风速和车流密度作用下的桥梁响应进行分析。结果表明:桥梁跨中竖向位移响应主要受车辆荷载控制,横向位移同时受风荷载和车流密度控制,但风荷载起主要作用;随着风速和车流密度的逐渐增大,跨中内力与位移响应极值明显增大。 展开更多
关键词 --系统 合力等效原则 响应不变原则 钢桁梁 刚体运动学理论
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风-车-桥系统空间耦合振动研究 被引量:30
10
作者 李永乐 强士中 廖海黎 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期61-64,70,共5页
风-车-桥耦合振动系统中将自然风作为空间相关的平稳随机过程,车辆采用质点-弹簧-阻尼器模型,桥梁采用有限元模型。在分析风桥间的流固耦合作用、车桥间的接触耦合作用及风对车辆的空间脉动作用的基础上,将风、车、桥三者作为一个交互... 风-车-桥耦合振动系统中将自然风作为空间相关的平稳随机过程,车辆采用质点-弹簧-阻尼器模型,桥梁采用有限元模型。在分析风桥间的流固耦合作用、车桥间的接触耦合作用及风对车辆的空间脉动作用的基础上,将风、车、桥三者作为一个交互作用、协调工作的耦合动力系统,提出了一种较为完善的风-车-桥系统空间耦合振动分析模型。基于轮轨接触点处的几何协调条件和力学平衡关系,建立了系统运动方程的分离迭代求解算法。最后以京沪高速铁路南京大桥为工程背景,采用自行研发的桥梁结构分析软件BANSYS对比分析了风-车-桥系统振动特点。 展开更多
关键词 --系统 耦合振动 侧向 高速列 斜拉
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侧向风作用下车-桥系统的气动特性——移动车辆模型风洞试验系统 被引量:13
11
作者 李永乐 胡朋 +1 位作者 张明金 廖海黎 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期50-56,共7页
为考虑侧向风作用下车辆运动对车-桥系统气动特性的影响,针对车-桥系统气动绕流的特点,研制了一套移动车辆模型风洞试验系统,在风洞中实现了侧向风作用下车辆运动过程中桥梁和车辆各自气动力的同步测试.该系统可以较方便地改变来流风速... 为考虑侧向风作用下车辆运动对车-桥系统气动特性的影响,针对车-桥系统气动绕流的特点,研制了一套移动车辆模型风洞试验系统,在风洞中实现了侧向风作用下车辆运动过程中桥梁和车辆各自气动力的同步测试.该系统可以较方便地改变来流风速、车辆运动速度、测试对象以及车辆与桥梁的相对位置等.根据测试信号时程的特点,提出了相应的数据处理方法,分析了车辆运动过程中桥梁和车辆动态气动力的变化特征.试验结果表明,桥梁和车辆的气动力信号较稳定,试验结果比较可靠. 展开更多
关键词 --系统 移动辆模型 洞试验 荷载 气动特性
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侧风作用下静动态车-桥系统气动特性数值模拟研究 被引量:16
12
作者 李永乐 汪斌 +1 位作者 徐幼麟 廖海黎 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第S1期87-94,共8页
我国现阶段正处于轨道交通建设的高峰时期,线路中桥梁占有相当大的比重,车辆在桥梁上运行时构成车-桥系统共同承受侧向风的作用,车辆和桥梁间存在着显著的相互气动影响。基于数值模拟方法,对侧向风作用下车-桥体系的空气绕流场进行静动... 我国现阶段正处于轨道交通建设的高峰时期,线路中桥梁占有相当大的比重,车辆在桥梁上运行时构成车-桥系统共同承受侧向风的作用,车辆和桥梁间存在着显著的相互气动影响。基于数值模拟方法,对侧向风作用下车-桥体系的空气绕流场进行静动态模拟分析,将静态数值模拟气动力系数与风洞试验结果进行对比,基于动态气动统流特性,提出将桥面上方流场分为6个特征区域,并进一步分析风速和车速对车-桥系统气动特性的影响。分析表明,体系绕流状态具有三维特性,气动力随着车速和风速变化显著。研究结论对车-桥系统绕流及静动态气动荷载的确定具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 -系统 气动特性 侧向 数值模拟 气动力系数
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风屏障透风率对车-桥系统气动特性影响的风洞试验研究 被引量:16
13
作者 何玮 郭向荣 +1 位作者 邹云峰 何旭辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第24期93-97,110,共6页
以某流线型钢箱主梁斜拉桥和轨道客运A型车为背景,通过风洞试验研究了风屏障透风率对车-桥系统气动性能的影响。分析试验数据得知:车-桥系统的斯特罗哈数随风屏障透风率增大而减小;当列车处于迎风位置时,风屏障的透风率对车-桥系统斯特... 以某流线型钢箱主梁斜拉桥和轨道客运A型车为背景,通过风洞试验研究了风屏障透风率对车-桥系统气动性能的影响。分析试验数据得知:车-桥系统的斯特罗哈数随风屏障透风率增大而减小;当列车处于迎风位置时,风屏障的透风率对车-桥系统斯特罗哈数的影响较为明显;桥梁阻力系数随风屏障透风率的增大而减小,而列车阻力系数随风屏障透风率的增大而增大;随风屏障透风率增大,桥梁和列车升力系数的绝对值均增大;综合考虑列车位置和风攻角等影响因素,风屏障透风率为10%时,列车及车-桥系统在侧风下受到的气动力均较小,有利于行车安全。 展开更多
关键词 洞试验 -系统 屏障 气动特性
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主梁断面形状对车-桥系统气动特性影响的风洞试验研究 被引量:21
14
作者 李永乐 周昱 +1 位作者 葛世平 强士中 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期127-133,共7页
确定车辆和桥梁各自的气动参数是车-桥耦合振动分析的基础。为研究主梁断面形状对车辆和桥梁气动特性的影响,利用自制的三分力分离装置-交叉滑槽系统,针对8种分离式双箱主梁断面进行多工况模型风洞试验。通过对不同模型及工况试验结果... 确定车辆和桥梁各自的气动参数是车-桥耦合振动分析的基础。为研究主梁断面形状对车辆和桥梁气动特性的影响,利用自制的三分力分离装置-交叉滑槽系统,针对8种分离式双箱主梁断面进行多工况模型风洞试验。通过对不同模型及工况试验结果的对比,讨论不同主梁断面形状下车-桥系统的雷诺数效应,得出不同行车位置处车辆和桥梁各自气动参数随主梁宽高比的变化规律以及其阻力系数的取值方法,为后续抗风设计及风-车-桥耦合振动研究提供参考。 展开更多
关键词 -系统 道断面 气动特性 节段模型 洞试验
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考虑车辆位置影响的风-车-桥系统耦合振动研究 被引量:6
15
作者 李永乐 强士中 廖海黎 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期1-4,共4页
风 车 桥耦合振动系统中车辆位于桥道的气动绕流之中,车辆所受气动力与车辆位置密切相关。首先测试了车辆位置对车辆及桥道气动力的影响,建立了空间耦合的风 车 桥系统分析模型。以京沪高速铁路南京长江大桥为工程背景,采用自行研发的... 风 车 桥耦合振动系统中车辆位于桥道的气动绕流之中,车辆所受气动力与车辆位置密切相关。首先测试了车辆位置对车辆及桥道气动力的影响,建立了空间耦合的风 车 桥系统分析模型。以京沪高速铁路南京长江大桥为工程背景,采用自行研发的桥梁结构分析软件BAN SYS,对比分析了车辆位于桥道迎风侧和背风侧时风 车 桥系统的耦合振动情况。分析结果表明,风 车 桥系统耦合振动分析中考虑车辆位置的影响是必要的。 展开更多
关键词 --系统 耦合振动 高速列 斜拉
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高速铁路桥梁支座刚度对车-桥耦合系统的影响
16
作者 朱程 贾小平 +1 位作者 解建坤 陈阳勇 《机车车辆工艺》 2024年第1期1-6,共6页
作为高速铁路仿真的关键环节,对车一桥耦合系统的动态响应进行评估,依托支座刚度对系统指标的变化特性开展分析。研究结果显示:车辆系统中车体的垂向加速度与支座刚度相关性较高,而轮轨力、脱轨系数等安全性指标受支座刚度影响较小。桥... 作为高速铁路仿真的关键环节,对车一桥耦合系统的动态响应进行评估,依托支座刚度对系统指标的变化特性开展分析。研究结果显示:车辆系统中车体的垂向加速度与支座刚度相关性较高,而轮轨力、脱轨系数等安全性指标受支座刚度影响较小。桥梁系统中支座刚度与垂向位移相关性较大,桥梁中间区域的横向加速度与支座刚度呈负相关,而塔顶的横向振动量级与支座刚度呈正相关。柔性轮相比刚性轮对桥梁与车体的振动更为敏感,而与其他指标相关性较小。车一桥耦合系统精准确定了不同支座刚度下高速动车组各指标的变化特性,为后续产品的设计优化提供了参考。 展开更多
关键词 高速铁路 支座刚度 -耦合系统 柔性轮对
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移动列车-桥梁系统气动特性风洞试验研究 被引量:4
17
作者 邹思敏 何旭辉 +2 位作者 邹云峰 史康 欧俊伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期30-37,共8页
为研究横风作用下车-桥系统因列车运动状态差异对各子系统气动特性的影响,采用自主研发的列车-桥梁风洞试验测试系统,对横风作用下的车-桥系统进行气动特性测试。以我国目前使用最为广泛的高速铁路32 m简支梁桥和CRH2动车组为研究对象,... 为研究横风作用下车-桥系统因列车运动状态差异对各子系统气动特性的影响,采用自主研发的列车-桥梁风洞试验测试系统,对横风作用下的车-桥系统进行气动特性测试。以我国目前使用最为广泛的高速铁路32 m简支梁桥和CRH2动车组为研究对象,设计缩尺比为1∶25的试验模型,分别进行静止列车和移动列车在桥上时不同风速和不同位置的气动特性测试。结果表明:采用静止车-桥模型风洞试验和移动车-桥系统模型风洞试验得到的列车和桥梁气动特性之间差异明显,移动列车使得车辆与桥梁之间气动干扰增大,其气动特性将变得更为复杂。总体上,在桥梁上游轨道列车车速与风速的合成风速法仍能反映列车气动特性的趋势,但由于桥梁的干扰使得其很难在车-桥系统中完全成立。此外,尽管静态车-桥系统风洞试验展现出了更稳定的试验属性,但并不能完全揭示列车运行时桥梁的气动特性,特别是难以展现风与运动列车对桥梁气动特性的敏感性。 展开更多
关键词 洞试验 移动列 高速铁路 -系统 气动特性
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风屏障布局对公铁同层桁架桥-列车系统气动特性的影响 被引量:3
18
作者 刘路路 邹云峰 +1 位作者 何旭辉 汪震 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1592-1599,共8页
为研究风屏障布局对公铁同层桁架桥-列车系统气动特性影响,以高为2.5 m、透风率为30%的风屏障为例,对某大跨度公铁同层钢桁架悬索桥进行节段模型风洞试验,测试不同风屏障布置形式(单、双侧)和布置位置(内、外侧)条件下车桥系统气动特性... 为研究风屏障布局对公铁同层桁架桥-列车系统气动特性影响,以高为2.5 m、透风率为30%的风屏障为例,对某大跨度公铁同层钢桁架悬索桥进行节段模型风洞试验,测试不同风屏障布置形式(单、双侧)和布置位置(内、外侧)条件下车桥系统气动特性。研究结果表明:当风屏障布置在主梁外侧时,风屏障对主梁阻力系数的影响大于其布置在内侧时的影响,风屏障对列车的遮挡效果也比风屏障布置在内侧的遮挡效果好;下游内侧风屏障对车桥系统气动特性几乎无影响,但下游外侧风屏障不仅会增大主梁阻力系数,同时能减小列车升阻力系数,影响列车各面风压特别是背风面负压区;在该桁架桥外侧布置双侧风屏障时,主梁阻力系数仅增大10%,而列车阻力系数减小55%,风屏障效果较好。 展开更多
关键词 屏障 公铁同层桁架 高速铁路 -系统气动特性 洞试验
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龙卷风作用下列车-桥梁系统气动特性数值研究 被引量:2
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作者 郎天翼 王浩 +1 位作者 张寒 王峰 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期146-153,共8页
龙卷风是特异风灾害之一,常导致基础设施严重损毁,对其易发区高速铁路的安全运营有潜在威胁。为研究龙卷风作用下列车-桥梁系统气动特性,采用计算流体力学手段,开展车-桥系统龙卷风作用分析。首先,建立典型龙卷风发生装置数值模型,实现... 龙卷风是特异风灾害之一,常导致基础设施严重损毁,对其易发区高速铁路的安全运营有潜在威胁。为研究龙卷风作用下列车-桥梁系统气动特性,采用计算流体力学手段,开展车-桥系统龙卷风作用分析。首先,建立典型龙卷风发生装置数值模型,实现龙卷风流场数值模拟;其次,建立CRH2高速列车模型和典型铁路桥梁节段模型,开展横风作用下车-桥系统气动特性数值分析,并与风洞试验的结果进行对比,验证模型的合理性;最后,将车-桥模型嵌入龙卷风数值风场中,分析车-桥系统在龙卷风作用下的气动特性,研究列车在穿越龙卷风时所受侧力及倾侧力矩的变化规律。结果表明,龙卷风作用下车-桥系统气动性能呈现明显的三维特征,龙卷风涡旋气流的流线和风压分布受车-桥系统影响显著;龙卷风内部形成了负压场,在车-桥系统的影响下,内部负压区向外扩大,压力等值线沿着车-桥轮廓外凸;列车迎风面的压强沿径向增大,最小负压存在于迎风面和顶部转角处;列车在涡核附近区域受到侧力和倾侧力矩达到峰值,列车所受侧力作用最不利位置为迎风侧,所受倾侧力矩最不利位置为背风侧。 展开更多
关键词 龙卷 数值模拟 -系统 气动特性
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桥塔遮风效应对风-车-桥耦合振动的影响 被引量:25
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作者 李永乐 陈宁 +1 位作者 蔡宪棠 强士中 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期875-881,887,共8页
为考察横向风作用下桥塔附近风场突变对行车安全性和舒适性的影响,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法对大跨度悬索桥桥塔区域桥面风场进行了仿真分析.通过组合节段模型风洞试验,测试了车辆沿不同位置的轨道运行时车辆、桥梁的气动力... 为考察横向风作用下桥塔附近风场突变对行车安全性和舒适性的影响,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法对大跨度悬索桥桥塔区域桥面风场进行了仿真分析.通过组合节段模型风洞试验,测试了车辆沿不同位置的轨道运行时车辆、桥梁的气动力系数.基于不同位置轨道处的风场分布和测试的气动力系数,采用自主研发的桥梁结构分析软件BANSYS,对车辆沿不同位置轨道通过桥塔区域时的动力响应进行了对比分析.研究结果表明,桥塔附近桥面风场变化剧烈,存在局部加速效应;桥塔处风场突变效应对车辆横向响应的影响明显. 展开更多
关键词 --系统 荷载 计算流体动力学(CFD) 横向
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