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题名基于线性互补的非连续变形分析
被引量：6
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作者
李小凯
郑宏
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机构
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第6期1787-1794,共8页
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基金
国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2011CB013505)
国家杰出青年基金项目(No.50925933)
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文摘
非连续变形分析(DDA)方法是一种新的用来分析块体系统运动和变形的非连续介质数值计算方法。研究的核心工作是致力于对现有DDA接触问题处理方法的改进。DDA主要采用罚函数法和Lagrange乘子法处理接触问题,合理设定罚参数很困难,此外,因开闭迭代而引起的刚度矩阵的不连续变化也会导致收敛方面的困难。为避免引入罚参数及传统意义上的开闭迭代,用混合线性互补模型(LCDDA)对DDA方法进行了重新描述。在此基础上,综合基于非光滑分析的Newton法的局部平方收敛和最速下降法的全局线性收敛的优势,提出求解LCDDA模型的有效算法。根据上述思想及理论研究成果编制了完整的计算程序,算例计算结果证明了方法的精度及可行性。
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关键词
非连续变形分析
接触问题
线性互补理论
半光滑函数
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Keywords
discontinuous deformation analysis （DDA）
contact problem
linear complementarity theory
semismooth function
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分类号
O242.21
[理学—计算数学]
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题名一种基于时间有限元的车辆-轨道系统求解方法
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作者
陆晨旭
陈迪来
李培刚
高雅
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机构
上海应用技术大学轨道交通学院
中国铁道科学研究院基础设施检测研究所
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出处
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第1期113-124,共12页
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基金
上海市“一带一路”中老铁路工程国际联合实验室项目(21210750300)
上海市科学技术委员会启明星计划项目(22YF1447600)。
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文摘
为克服轮轨动力方程时变特性以及轮轨脱离情况带来的仿真效率低,稳定性差等问题,基于线性互补理论及时间有限元法,提出一种求解车轨系统方程的新方法。该方法首先将轮轨接触问题转化为一个标准的线性互补问题,并通过将二阶动力方程转化为一阶动量方程实现不连续轮轨力的求解;接着与传统的Herz-Newmark法对比,验证该方法的准确性和稳定性;最后应用该方法探究轮轨系统耦合振动特性,并给出时速350km高速铁路不同波长钢轨波磨控制限值。研究结果表明:动量方程可以消除接触力的快速变化,避免大步长条件下接触力不连续引起的稳定问题,临界稳定步长为1ms。方法具有较好的计算性能,求解过程轮轨系统为时不变体系,不用逐步更新动力矩阵,相同积分步长条件下,计算效率提高2倍左右。多轮约束作用会显著改变钢轨振动特性,使得车轨耦合模型振动模态更加丰富。0~1500Hz范围内,钢轨存在5种典型振动模态,分别对应P2共振振型、钢轨1阶局部弯曲、2阶局部弯曲、3阶局部弯曲及4阶局部弯曲振型。钢轨局部共振会造成特定频段轮轨力放大现象,波长30~100mm的钢轨波磨,波深应控制在0.05mm以下;波长100~300mm的钢轨波磨,波深应控制在0.1mm以下。本文数值算法能够实现对车轨动力系统高效、准确的仿真。
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关键词
线性互补理论
车辆-轨道耦合
动力响应
时间有限元
轮轨耦合共振
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Keywords
linear complementary theory
vehicle-track coupling
dynamic response
time finite element
wheel-rail resonance
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分类号
U213.1
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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