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基于PIM法车桥耦合模型Duhamel项迭代格式选择 被引量：2
1
作者 桂水荣 万水 陈水生 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期898-904,共7页
考虑荷载在积分步长内的协调分解和不变常量,结合模态综合叠加技术,建立移动弹簧质量车桥耦合振动模型,引入精细积分算法(precise intergration method,简称PIM),并采用科茨及高斯积分格式展开精细积分中Duhamel非齐次项进行求解。以移... 考虑荷载在积分步长内的协调分解和不变常量,结合模态综合叠加技术,建立移动弹簧质量车桥耦合振动模型,引入精细积分算法(precise intergration method,简称PIM),并采用科茨及高斯积分格式展开精细积分中Duhamel非齐次项进行求解。以移动弹簧质量车模型作用于简支梁桥为例,分析积分步内荷载等效方法及Duhamel非齐次项展开方式对车桥耦合振动响应的影响。研究结果表明:荷载协调分解并结合科茨积分格式计算结果与解析解更接近,Newmark-β法积分步长内荷载分解形式对计算结果影响较小;荷载协调分解的高斯积分格式计算结果呈发散趋势,待定系数法计算结果与实际偏离较大;Newmark-β法能满足工程需要,但在保证相同计算精度时,需采用较小积分步长、同时耗费较多计算时间;与其他几种数值方法相比,积分步长内荷载协调分解并将科茨积分格式引入精细积分的算法(PIM-Cotes-Harmonize,简称PIM-C-H法),具有快速收敛且计算快的优势。 展开更多
关键词 车桥耦合振动模型 精细积分法 Duhamel项 迭代格式选择
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轨道不平顺系数对跨座式单轨的车桥耦合振动响应影响
2
作者 周新建 李飞 +2 位作者 冯后东 罗建新 李子珺 《机械设计》 北大核心 2025年第4期101-108,共8页
轨道不平顺对跨座式单轨的平稳运行有重大的影响,针对轨道不平顺对跨座式单轨的车桥耦合振动响应影响,运用多体动力学理论通过UM-ANSYS软件联合建立跨座式单轨车桥耦合动力学模型,基于现有的功率谱密度函数,得出走行轮、导向轮和稳定轮... 轨道不平顺对跨座式单轨的平稳运行有重大的影响,针对轨道不平顺对跨座式单轨的车桥耦合振动响应影响,运用多体动力学理论通过UM-ANSYS软件联合建立跨座式单轨车桥耦合动力学模型,基于现有的功率谱密度函数,得出走行轮、导向轮和稳定轮轨道不平顺样本曲线,并将3种轨道不平顺分别单独作用和共同作用于轨道梁时设置为4种工况进行仿真试验。分析试验现象,得出结果表明:随着轨道不平顺系数的增大,跨座式单轨的轨道梁跨中竖向位移略微增大,轨道梁跨中横向位移响应和加速度动力学响应值明显增大;由于走行轮垂向力受轨道不平顺的影响相比于导向轮和稳定轮更大,因此,应该重点关注轨道梁的走行轮轨道不平顺来确保跨座式单轨车辆的平稳运行。 展开更多
关键词 跨座式单轨 柔性轨道梁 车桥耦合动力学模型 轨道不平顺 振动响应
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基于车桥耦合随机振动的桥梁动力安全性分析 被引量：12
3
作者 余志武 谈遂 毛建锋 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2016年第9期55-61,112,共8页
研究目的：列车通过桥梁时，过大的桥梁振动会影响桥上列车运行的安全性。为保障列车的安全平稳运行，需建立考虑车桥耦合的随机振动模型，并对桥梁动力性能进行分析。本文基于空间车桥时变耦合系统模型，引入不平顺功率谱，编制基于MAT... 研究目的：列车通过桥梁时，过大的桥梁振动会影响桥上列车运行的安全性。为保障列车的安全平稳运行，需建立考虑车桥耦合的随机振动模型，并对桥梁动力性能进行分析。本文基于空间车桥时变耦合系统模型，引入不平顺功率谱，编制基于MATLAB的车桥耦合随机振动分析程序，采用虚拟激励法计算车桥振动响应的标准差。研究结论：（1）与Monte Carlo法相比，虚拟激励法对标准差以及响应功率谱的求解十分简单快速，虚拟激励法分析车桥随机振动精度更高，计算效率提高了1～2个数量级；（2）利用三倍标准差原理，得到随机响应可能出现的上下界限区间，与规范限值比较，从而为桥梁动力安全性分析提供一种新思路；（3）桥梁跨中横向加速度和横向振幅的最大值和最小值曲线基本呈对称分布，其随机性较大，对于桥梁竖向加速度，确定性响应部分与由轨道不平顺引起的随机响应同样重要；（4）桥梁跨中竖向位移的随机性不大，主要由确定性荷载决定其大小；（5）该研究成果可为考虑车桥耦合随机振动的桥梁动力性能评价提供科学依据。 展开更多
关键词 车桥耦合模型 随机振动 虚拟激励法 安全性 功率谱
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板桁组合桥梁车桥动力分析模型的等效简化方法 被引量：3
4
作者 黄晓彬 高丕勤 《城市轨道交通研究》 北大核心 2012年第4期28-32,共5页
以上海轨道交通5号线跨越黄浦江的公路、轨道交通两用连续钢桁梁斜拉桥--闵浦二桥为工程背景,基于梁格法理论,建立大跨度板桁组合体系桥梁车辆-桥梁系统耦合振动分析模型的快速合理的等效简化方法,阐述了此类桥梁的动力特性以及各部分... 以上海轨道交通5号线跨越黄浦江的公路、轨道交通两用连续钢桁梁斜拉桥--闵浦二桥为工程背景,基于梁格法理论,建立大跨度板桁组合体系桥梁车辆-桥梁系统耦合振动分析模型的快速合理的等效简化方法,阐述了此类桥梁的动力特性以及各部分构件对桥梁动力特性的贡献。分析结果表明,等效前后的模型在动力特性方面具有良好的一致性,等效后的模型可用于车桥耦合振动分析。该等效简化方法为建立大跨度板桁组合体系桥梁车桥耦合振动分析的简化模型提供了一种简捷的方法。 展开更多
关键词 板桁组合体系桥梁 车桥耦合振动模型 等效简化方法
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车辆参数随机的车桥竖向随机振动分析 被引量：27
5
作者 余志武 毛建锋 +1 位作者 谈遂 曾志平 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期97-104,共8页
车辆参数的随机性对车桥耦合随机振动的影响不可忽略。基于车-桥竖向耦合模型，考虑车辆荷载及一系、二系竖向弹簧刚度与弹簧阻尼的随机性，采用数论选点法对多维随机变量选取离散代表点，并基于正态分布利用 Voronoi区域对代表点集进... 车辆参数的随机性对车桥耦合随机振动的影响不可忽略。基于车-桥竖向耦合模型，考虑车辆荷载及一系、二系竖向弹簧刚度与弹簧阻尼的随机性，采用数论选点法对多维随机变量选取离散代表点，并基于正态分布利用 Voronoi区域对代表点集进行剖分赋得初始概率；建立概率密度演化随机动力方程，基于 MATLAB编制车桥耦合随机振动分析程序；采用 newmark-β积分法及带TVD格式的双边差分法计算车桥振动响应均值、标准差及时变概率密度演化分布。结果表明：与随机模拟法相比，概率密度演化法分析车桥随机振动精度更高，计算效率提高1~2个数量级；车辆载重随机荷载是车桥竖向耦合随机响应的主因之一；不可忽略二系竖向弹簧随机刚度及随机阻尼对列车竖向振动的影响；桥梁挠度均值整体随车速先增大后减小，其变异系数受车速的影响。 展开更多
关键词 车桥耦合模型 概率密度演化方法 列车随机参数 数论选点法 Voronoi区域
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车桥竖向随机振动的概率密度演化分析 被引量：14
6
作者 余志武 毛建锋 +1 位作者 谈遂 曾志平 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1420-1427,共8页
基于车-桥竖向耦合模型,引入不平顺功率谱随机谐和函数,采用N维超立方体点集（gp集）选取离散随机频率代表点,得到代表性轨道高低不平顺随机激励样本并进行慢变调制;建立概率密度演化方法的随机动力方程,基于MATLAB编制车桥耦合随机振... 基于车-桥竖向耦合模型,引入不平顺功率谱随机谐和函数,采用N维超立方体点集（gp集）选取离散随机频率代表点,得到代表性轨道高低不平顺随机激励样本并进行慢变调制;建立概率密度演化方法的随机动力方程,基于MATLAB编制车桥耦合随机振动概率密度演化分析程序;采用newmark-β积分法及带TVD格式的双边差分法计算车桥振动响应的均值、标准差及时变概率密度演化分布。研究结果表明：与Monte Carlo法相比,概率密度演化法分析车桥随机振动精度更高,计算效率提高1-2个数量级;输入均匀随机分布频率和初相位的轨道不平顺激励,输出响应并非均匀分布,随车速先增加后减少,概率分布呈高斯型分布;轨道不平顺引起的系统随机响应受车速影响较大。 展开更多
关键词 车桥耦合模型 概率密度演化方法 轨道高低不平顺 N维超立方体点集 功率谱
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基于改进点估计法的随机车桥竖向振动分析 被引量：7
7
作者 刘祥 蒋丽忠 +2 位作者 向平 毛建锋 魏明龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期15-21,共7页
铁路混凝土桥梁在施工制造过程中不可避免会造成结构参数的随机性(如混凝土弹性模量、密度等),列车在运营过程由于旅客及货物的随机性会造成列车车体质量的随机性,这些随机性在列车桥梁随机振动中不可忽略。建立了竖向车桥耦合振动模型... 铁路混凝土桥梁在施工制造过程中不可避免会造成结构参数的随机性(如混凝土弹性模量、密度等),列车在运营过程由于旅客及货物的随机性会造成列车车体质量的随机性,这些随机性在列车桥梁随机振动中不可忽略。建立了竖向车桥耦合振动模型,利用基于自适应降阶的改进点估计法及Newmark-β积分法编制了随机车桥竖向振动程序,分析了考虑列车车体质量与桥梁结构参数随机的列车、桥梁随机响应的前四阶中心矩,与Monte Carlo法对比结果表明,改进点估计法能够高效精确地计算车桥耦合随机响应,效率提高了2~3个数量级。在得到相应的前四阶中心矩后,通过立方正态变换技术拟合出响应的概率密度函数,该方法可为列车-桥梁极限状态设计提供参考。 展开更多
关键词 车桥耦合模型 改进点估计法 随机参数
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基于统计指标的曲线桥支座脱空病害识别方法
8
作者 朱劲松 鲁俊男 杨祥 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期225-231,405,共8页
为快速评估曲线连续梁桥支座健康状态,提出了基于时程统计指标的桥梁支座脱空病害识别方法。首先,提取行车激励下桥面测点加速度信号的20个时程统计指标,通过概率统计的方式,得出各统计指标的置信区间;其次,根据各时程统计指标对支座脱... 为快速评估曲线连续梁桥支座健康状态,提出了基于时程统计指标的桥梁支座脱空病害识别方法。首先,提取行车激励下桥面测点加速度信号的20个时程统计指标,通过概率统计的方式,得出各统计指标的置信区间;其次,根据各时程统计指标对支座脱空的敏感程度不同,采用熵值法确定各统计指标的权重分配值;最后,根据各测点异常指标数计算损伤指数,综合判断测点附近支座是否出现脱空病害。为验证方法的有效性,以某3×25 m曲线连续梁桥为工程背景,建立车桥耦合动力学模型进行分析验证。结果表明:该方法可以准确识别脱空支座所在位置,并且可以有效识别较小的损伤;相比于中间支座脱空,时程统计指标对端支座脱空更为敏感。 展开更多
关键词 病害识别 车桥耦合模型 时程统计指标 支座脱空
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FRP夹心桥面板桥的动力特性研究 被引量：4
9
作者 张铟 熊辉霞 蔡春声 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期21-26,共6页
以1个实际的FRP夹心板公路桥为例,将其简化为等效正交各项异性实心板,采用有限元法对其进行模态分析,用模态坐标法进行车桥耦合计算。考虑路面情况、车辆行驶速度的变化对FRP夹心板桥动力响应及冲击系数的影响,并将计算结果与相同跨度... 以1个实际的FRP夹心板公路桥为例,将其简化为等效正交各项异性实心板,采用有限元法对其进行模态分析,用模态坐标法进行车桥耦合计算。考虑路面情况、车辆行驶速度的变化对FRP夹心板桥动力响应及冲击系数的影响,并将计算结果与相同跨度的混凝土板桥的结果进行对比分析。此外,对美国规范AASHTO中冲击系数的规定对FRP桥面板桥的适用性进行讨论。 展开更多
关键词 FRP夹心桥面板 有限元 等效正交各项异性实心板 车桥耦合模型 动力特性 冲击系数
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大跨度连续刚构拱桥无砟轨道动力特性分析 被引量：8
10
作者 魏周春 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2019年第6期45-50,共6页
研究目的:目前大跨度桥上铺设无砟轨道的技术尚不成熟,缺乏实践经验。本文结合西安至延安高铁王家河特大桥的特点,通过刚体动力学方法及有限元方法建立车桥耦合振动模型,分析不同桥梁预拱度和轨道不平顺共同作用下列车过桥时的安全性及... 研究目的:目前大跨度桥上铺设无砟轨道的技术尚不成熟,缺乏实践经验。本文结合西安至延安高铁王家河特大桥的特点,通过刚体动力学方法及有限元方法建立车桥耦合振动模型,分析不同桥梁预拱度和轨道不平顺共同作用下列车过桥时的安全性及平稳性,并参照相应规范给出安全舒适性评价;根据车桥耦合振动模型的仿真结果,利用频谱分析方法,研究不同时速下高低不平顺波长与车体垂向加速度的关联关系,给出列车不同时速的长波不平顺管理建议值。研究结论:(1)跨中预拱值设为(230±20)mm且预拱曲线按照余弦曲线分配时,列车安全性与舒适性能够满足200~350km/h的通过速度需求;(2)针对长波不平顺管理值,200km/h时建议大于70m,250km/h时建议大于85m,300km/h时建议大于100m,350km/h时建议大于115m;(3)本研究结论对大跨度铁路桥梁变形控制和轨道平顺度标准的研究具有参考价值。 展开更多
关键词 大跨度拱桥 无砟轨道 车桥耦合模型 预拱度 长波不平顺
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