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一种兼顾仿真效率和精度的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型 被引量:1
1
作者 王伟 雷晓燕 +1 位作者 罗锟 陈鹏 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期10-20,共11页
车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜... 车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜索轮轨空间接触点中引入轮轨准弹性修正的、更为精细的轮轨接触几何关系,并将迹线法融入到交叉迭代中求解车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程,实现了同步进行轮轨接触点搜索与车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程求解,提高了模型分析精度和数值计算效率;然后,为验证理论模型的正确性,与相关文献结果进行了对比计算,验证了模型和算法的有效性;最后,分析了模型的四类简化形式对系统响应的影响。研究表明:采用集中支撑的弹性元件模拟钢轨扣件,无法真实反映两侧扣件对钢轨侧滚振动的协同约束作用,将导致计算结果失真,采用分离支撑的弹性元件模拟钢轨扣件更为合理;轨道结构底座板参振对系统响应的影响显著,在模型中应给予考虑;底座板超出轨道板的部分对系统响应的影响较小,所产生的误差在可接受范围内;轨道子系统模型A能兼顾仿真效率和计算精度,适合用作车辆-三层轨道非线性空间耦合系统振动精细化分析模型。 展开更多
关键词 -道非线性空间耦合动力学 高速铁路 交叉迭代 准弹性修正 有限元模型
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基于遗传算法的重载车轨耦合动力学模型校正 被引量:1
2
作者 曹源 王雯婧 +3 位作者 宿帅 孙永奎 王峰 王文昆 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第8期3481-3492,共12页
重载铁路在现代交通运输中承担着不可替代的作用。车辆−轨道耦合动力学模型是重载列车运行过程中轮轨相互作用机制刻画的重要工具,为重载钢轨病害的产生和演化机理的分析提供依据。然而,现有研究大多依赖人工手动调优的方式来实现车辆−... 重载铁路在现代交通运输中承担着不可替代的作用。车辆−轨道耦合动力学模型是重载列车运行过程中轮轨相互作用机制刻画的重要工具,为重载钢轨病害的产生和演化机理的分析提供依据。然而,现有研究大多依赖人工手动调优的方式来实现车辆−轨道耦合动力学模型的校正,此方式工作量大、效率低且难以保证仿真模型与实际场景的一致性。针对该问题,提出一种基于遗传算法的车辆−轨道耦合动力学模型校正方法,实现模型的自适应校正,为轮轨相互作用机制和钢轨病害的分析奠定基础。首先,基于Universal Mechanism(UM)软件建立车辆-轨道耦合动力学模型,并设计相应的Matlab接口,为优化算法在迭代过程中修正模型参数和运行模型仿真提供基础;其次,引入Morris筛选法对模型参数的敏感性进行分析,筛选出高敏感车辆参数,用于车辆−轨道耦合动力学模型校正;然后,考虑仿真模型与实际车轨相互作用的一致性,设计基于遗传算法的模型校正方法,实现车辆−轨道耦合动力学模型的自适应校正;最后,利用真实线路小半径曲线的监测数据对提出的算法的敏感参数筛选和矫正效果进行验证。研究结果表明,提出的方法不仅可有效筛选出高敏感性车辆参数,还能实现车辆−轨道耦合动力学模型的准确校正。研究成果优化了车辆−轨道耦合动力学模型参数的自适应调整技术,能有效提升车辆−轨道耦合动力学模型的分析精度,进而为重载线路智能运维提供技术支撑。 展开更多
关键词 重载铁路 耦合 动力学模型 遗传算法 模型校正
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超导钉扎高速磁浮车-轨耦合动力学建模与仿真 被引量:5
3
作者 邓自刚 王珊 +3 位作者 徐焱 李海涛 周徐呈 张卫华 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期56-68,共13页
为探究超导钉扎磁浮车辆高速运行动态特性,建立车-轨耦合空间模型,开展不同车速下的动力学仿真。结合有限元方法获得磁轨关系数学模型;基于牛顿-欧拉法建立车辆模型,引入截短梁描述建立永磁轨道模型;以磁轨关系为纽带获得超导钉扎磁浮车... 为探究超导钉扎磁浮车辆高速运行动态特性,建立车-轨耦合空间模型,开展不同车速下的动力学仿真。结合有限元方法获得磁轨关系数学模型;基于牛顿-欧拉法建立车辆模型,引入截短梁描述建立永磁轨道模型;以磁轨关系为纽带获得超导钉扎磁浮车-轨空间耦合动力学模型;利用Matlab对模型进行仿真,分析轨道振动、电机法向力和轨道不平顺等对超导钉扎磁浮车辆-轨道系统动态响应的影响。结果表明:磁浮车辆系统的振动受轨道不平顺和车速的影响较大,受轨道振动的影响可忽略不计;在速度为620 km/h时,车体、悬浮架的最大振动加速度分别保持在0.5、8 m/s^(2)以下,具有较好的乘坐舒适性。建立的模型可为超导钉扎磁浮交通线路设计与参数优化等研究提供帮助。 展开更多
关键词 超导钉扎磁浮 高速磁浮 车-轨空间耦合动力学 建模与仿真
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津潍黄河桥静态线形平顺性及车-线-桥耦合动力学特性研究 被引量:1
4
作者 袁伟 龙许友 +1 位作者 谢剑 周丽 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期259-266,共8页
为确保新建高速铁路大跨度桥梁建成投入运营后的安全性和舒适性,有必要提前开展大跨桥静动力学仿真研究。以主跨600 m的津潍铁路东营黄河公铁大桥为研究对象,基于车-线-桥动力相互作用原理构建了车-线-桥耦合系统动力学模型,分析了温度... 为确保新建高速铁路大跨度桥梁建成投入运营后的安全性和舒适性,有必要提前开展大跨桥静动力学仿真研究。以主跨600 m的津潍铁路东营黄河公铁大桥为研究对象,基于车-线-桥动力相互作用原理构建了车-线-桥耦合系统动力学模型,分析了温度荷载、公铁路车辆荷载、混凝土收缩徐变作用下的大跨桥线形变化特点,从桥梁轨面线形曲率半径和车-线-桥系统动力响应两方面综合评估了大跨桥线路平顺性。研究结果表明:公铁路车辆荷载作用下桥面变形量最大达到596 mm,计算挠跨比为1/1006,满足规范中1/500设计挠跨比的要求;拉索降温15℃工况下桥梁轨面线形最小曲率半径为23784 m,满足规范中350 km/h车速下23630 m的理论最小竖曲线半径限值要求;单线或双线列车行驶通过对桥梁竖向动力性能的影响差异显著,对列车运行安全性影响差异较小,但会对行车舒适性有一定影响差异;随着列车运行速度从200 km/h提高至350 km/h,车-线-桥系统动力响应会显著增大,桥梁竖向位移、桥梁竖向加速度、轮轨垂向力、脱轨系数、轮重减载率、车体垂向加速度、垂向ISO 2631指标、UIC 513指标的增量尤为显著,但各指标均满足规范要求;温度荷载引起的附加变形会显著提高轮轨垂向力和轮重减载率指标,使列车运行安全性及舒适性有所降低,并会使桥梁动力响应有所提高,但各指标仍满足规范要求。 展开更多
关键词 高速铁路 大跨度桥梁 -线-耦合动力学 线形平顺性 安全舒适性 附加变形
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机车-轨道空间耦合动力学模型及其验证 被引量:12
5
作者 王开云 翟婉明 蔡成标 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期21-27,共7页
基于车辆 -轨道耦合动力学理论 ,以六轴机车为例 ,建立了机车 -轨道空间耦合动力学模型 ,并编制了相应的计算机仿真软件。通过与实车线路试验结果进行比较 ,表明该模型及其仿真软件是正确可靠的 ,可以用于分析研究机车与轨道的动态相互... 基于车辆 -轨道耦合动力学理论 ,以六轴机车为例 ,建立了机车 -轨道空间耦合动力学模型 ,并编制了相应的计算机仿真软件。通过与实车线路试验结果进行比较 ,表明该模型及其仿真软件是正确可靠的 ,可以用于分析研究机车与轨道的动态相互作用问题 。 展开更多
关键词 -空间耦合动力学 模型 验证 仿真软件
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考虑附加变形的高速磁浮梁轨分离式简支箱梁桥车-轨-桥耦合振动研究
6
作者 汪斌 邓钢 +2 位作者 孙体佳 龚俊虎 李永乐 《桥梁建设》 北大核心 2025年第4期93-100,共8页
为了解不同附加变形对时速600 km的高速磁浮梁轨分离式简支箱梁桥车-轨-桥动力性能的影响,以某梁轨分离式简支箱梁桥为背景进行有限元研究。建立高速磁浮列车-轨道-桥梁动力耦合模型,考虑温度变形、混凝土收缩徐变以及支座不均匀沉降引... 为了解不同附加变形对时速600 km的高速磁浮梁轨分离式简支箱梁桥车-轨-桥动力性能的影响,以某梁轨分离式简支箱梁桥为背景进行有限元研究。建立高速磁浮列车-轨道-桥梁动力耦合模型,考虑温度变形、混凝土收缩徐变以及支座不均匀沉降引起的主梁附加变形,分别将3种附加变形和轨道不平顺叠加,作为系统激励进行有限元计算,对比分析不同附加变形下的车-轨-桥动力响应。结果表明:温度变形、混凝土收缩徐变和支座不均匀沉降附加变形对简支箱梁、轨道的动力响应及列车磁浮间隙影响较大,分别考虑这3种附加变形时Sperling指标较不考虑附加变形时增大13.3%、12.3%、28.0%。3种附加变形中支座不均匀沉降的影响最大,需予以重点考虑。 展开更多
关键词 高速磁浮桥梁 简支梁桥 --耦合振动 附加变形 温度变形 收缩徐变 支座沉降 有限元法
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基于车轨耦合的混凝土强度对跨座式单轨钢-混轨道梁工作性能影响探究
7
作者 申彦利 吕怀洋 韩建棒 《混凝土》 北大核心 2025年第1期1-6,共6页
为评定不同强度等级混凝土(C40、C50、C60、C70、C80)在车轨耦合作用下,对钢-混组合轨道梁、车辆动力性能的影响,拟通过动力学原理和有限元法建立车轨耦合动力学模型,计算分析不同强度等级混凝土在不同车速工况下的车轨动力响应,探究车... 为评定不同强度等级混凝土(C40、C50、C60、C70、C80)在车轨耦合作用下,对钢-混组合轨道梁、车辆动力性能的影响,拟通过动力学原理和有限元法建立车轨耦合动力学模型,计算分析不同强度等级混凝土在不同车速工况下的车轨动力响应,探究车轨动力响应规律。研究结果表明:混凝土强度等级对轨道梁横向挠度几乎无影响;竖向挠度随混凝土等级的增大而减小。在低速运行时,混凝土等级对轨道梁和车体振动加速度影响较小;在高速运行时,混凝土等级对轨道梁和车体振动加速度影响显著,且轨道梁竖向振动加速度与混凝土等级呈正相关,车体振动加速度与混凝土等级呈负相关,该研究对工程实践具有参考价值。 展开更多
关键词 混凝土强度等级 新型跨座式单交通 -混组合道梁 耦合 动力响应
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基于车轨耦合动力学分析的地铁e型弹条扣件疲劳寿命预测 被引量:1
8
作者 陈金明 钟盛华 +3 位作者 刘逸平 彭睿 李滨 杨德坚 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第2期766-772,共7页
地铁是城市交通的重要组成部分,而扣件系统是地铁轨道结构的关键部件,起到固定钢轨、减振降噪的作用。为分析地铁e型弹条扣件的疲劳性能,基于车辆轨道动力学理论,通过多体动力学软件UM建立了车轨耦合模型,研究了车辆速度、轨道不平顺类... 地铁是城市交通的重要组成部分,而扣件系统是地铁轨道结构的关键部件,起到固定钢轨、减振降噪的作用。为分析地铁e型弹条扣件的疲劳性能,基于车辆轨道动力学理论,通过多体动力学软件UM建立了车轨耦合模型,研究了车辆速度、轨道不平顺类型以及曲线半径与钢轨动力学响应的关系;并通过有限元软件ABAQUS对扣件系统进行了仿真计算,将车轨耦合动力分析得到的钢轨位移作为疲劳荷载,采用应力疲劳计算的方法对弹条的疲劳寿命进行了预测和分析。结果表明:钢轨位移响应受不平顺类型和车辆速度的影响较小,而加速度响应对两者则比较敏感;轨道曲线半径的改变,对内轨位移的影响相对明显,随着半径的减小,内轨的位移时程曲线出现明显的上移,同时对加速度的影响也增大,内轨加速度峰值呈增大趋势;基于此模型计算的弹条疲劳寿命为2.14×10^(7)次,寿命最低处位于弹条后拱小圆弧段,与实际断裂位置相吻合;弹条初始安装扣压力对弹条疲劳寿命的影响很大,随着初始安装扣压力的增大,弹条的疲劳寿命不断减小,且减小的速度趋于增大,为确保弹条扣件处于良好的工作状态,初始扣压力应当控制在11~15 kN范围内。 展开更多
关键词 扣件系统 e型弹条 耦合动力学 疲劳寿命
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作大范围空间运动柔性梁的刚-柔耦合动力学 被引量:25
9
作者 刘锦阳 李彬 洪嘉振 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期276-282,共7页
研究带中心刚体的作大范围空间运动梁的刚-柔耦合动力学问题.从精确的应变-位移关系式出发,在动力学变分方程中,考虑了横截面转动的惯性力偶和与扭转变形有关的弹性力的虚功率,用速度变分原理建立了考虑几何非线性的空间梁的刚-柔耦合... 研究带中心刚体的作大范围空间运动梁的刚-柔耦合动力学问题.从精确的应变-位移关系式出发,在动力学变分方程中,考虑了横截面转动的惯性力偶和与扭转变形有关的弹性力的虚功率,用速度变分原理建立了考虑几何非线性的空间梁的刚-柔耦合动力学方程,用有限元法进行离散.通过对空间梁系统的数值仿真研究扭转变形和截面转动惯量对系统动力学性态的影响. 展开更多
关键词 柔性梁 作大范围空间运动 -耦合动力学 几何非线性 截面转动惯量 扭转变形
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1/4车-路耦合动力学模型研究 被引量:12
10
作者 周玉民 谈至明 刘伯莹 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期408-413,共6页
将车辆简化为1/4车模型,路面结构视为地基梁或地基板,建立车-路耦合动力学模型;通过引入动态接触算法,采用直接积分法求解,比较了车-路耦合动力学模型与静力模型结果的差别;讨论了两种模型在车辆非悬挂系质点垂向加速度、车-路耦合作用... 将车辆简化为1/4车模型,路面结构视为地基梁或地基板,建立车-路耦合动力学模型;通过引入动态接触算法,采用直接积分法求解,比较了车-路耦合动力学模型与静力模型结果的差别;讨论了两种模型在车辆非悬挂系质点垂向加速度、车-路耦合作用力、路面板动弯沉、动应变、接缝嵌缝料剪切应变和接缝传荷效率等的异同.结果表明,两种模型的非悬挂质点垂向加速度、车-路耦合作用力、路面板动弯沉和接缝嵌缝料剪切应变等具有较好的一致性,在动应变及接缝传荷效率等方面有一定差异;地基板模型可很好地模拟移动车辆作用下混凝土路面结构的动态响应,而地基梁模型可高效地用于路面结构的接缝传荷、嵌缝料振动模拟.建立的模型可用于水泥混凝土路面动态响应分析和路面性能评价. 展开更多
关键词 道路工程 水泥混凝土路面 1/4模型 地基梁 地基板 -耦合动力学
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基于智能驾驶电动汽车的多车-桥梁耦合系统动力学特性研究 被引量:6
11
作者 张宇 王嘉伟 +1 位作者 李韶华 任剑莹 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2627-2639,共13页
迫于能源和环保问题的压力,电动汽车及智能驾驶受到了各国高度重视.轮毂电机驱动电动汽车车轮振动剧烈,与桥梁路面动力学相互作用更加突出,现有研究主要针对传统汽车,关于电动车轮与公路桥梁接触动力学相互作用及智能驾驶车队的多车-桥... 迫于能源和环保问题的压力,电动汽车及智能驾驶受到了各国高度重视.轮毂电机驱动电动汽车车轮振动剧烈,与桥梁路面动力学相互作用更加突出,现有研究主要针对传统汽车,关于电动车轮与公路桥梁接触动力学相互作用及智能驾驶车队的多车-桥梁耦合作用研究尚不多见.本文以轮毂电机驱动电动汽车为研究对象,考虑车轮和桥面多点接触关系,研究了两个智能驾驶汽车过桥时的车桥耦合动力学特性.分析了电机质量、电机激励、轮胎悬架刚度非线性、车距、车速对系统振动特性的影响,以及桥面不平顺激励、三重耦合激励对电动汽车平顺性的影响.研究表明:车距和车速是影响车-桥系统振动特性的重要因素,在车-桥耦合动态设计中,车距和车速的影响应重点关注;桥面越平坦,电机激励及桥面二次激励对车辆平顺性和道路友好性影响越加显著,当汽车行驶在平坦桥面时两种激励对轮毂电机驱动电动汽车的影响不容忽视.所建模型有望为智能驾驶电动汽车与桥梁的耦合作用研究提供理论参考. 展开更多
关键词 -耦合系统 电动汽 机电耦合振动 桥面不平顺 动力学响应
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基于货-车-轨耦合动力学分析的重车重心高度及管控规则研究
12
作者 杨能普 周苗 +2 位作者 王文昆 黄全 韩梅 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期36-46,共11页
我国现行重车重心高度管控规则已凸显限制铁路货运系统运输能力的矛盾。针对此问题,通过深度剖析货物-车体耦合机制,建立货-车-轨耦合动力学模型,并采用动态Nadal限度评估车辆运行脱轨风险,基于模型仿真分析我国铁路通用货车在正常速度... 我国现行重车重心高度管控规则已凸显限制铁路货运系统运输能力的矛盾。针对此问题,通过深度剖析货物-车体耦合机制,建立货-车-轨耦合动力学模型,并采用动态Nadal限度评估车辆运行脱轨风险,基于模型仿真分析我国铁路通用货车在正常速度运行时应限制的重车重心限制高度,以及重心高度超过该限值时的相应限速规定。研究结果表明:针对货物装载参数影响车辆动力学行为的研究,动态Nadal限度可有效减小脱轨误判率,相比于经典Nadal限度更适宜作为脱轨风险的评判依据;基于动态Nadal限度判定车辆脱轨风险,我国铁路通用货车的重车重心限制高度可提升至2400 mm;在保证车辆运行安全的前提下,重心超高时的区间限速规定可以合理地适当放宽。 展开更多
关键词 货物运输 重心高度 --耦合模型 辆运行安全 风险评估
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空间机械臂的刚-柔耦合动力学研究 被引量:8
13
作者 刘锦阳 洪嘉振 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期23-27,33,共6页
本文对作大范围运动的空间机械臂的刚 -柔耦合动力学特性进行了研究。从连续介质力学理论出发 ,在变形位移中计及了耦合变形量 ,用 Jourdain速度变分原理导出了作大范围运动的空间机械臂的动力学方程。分别用耦合模型和不计耦合变形量... 本文对作大范围运动的空间机械臂的刚 -柔耦合动力学特性进行了研究。从连续介质力学理论出发 ,在变形位移中计及了耦合变形量 ,用 Jourdain速度变分原理导出了作大范围运动的空间机械臂的动力学方程。分别用耦合模型和不计耦合变形量的零次近似模型计算了机械臂端点的变形位移 ,揭示了两种模型的动力学性质的差异。为了确定零次近似模型的适用范围 ,引入相关系数 ,仿真计算结果表明 ,零次近似模型仅适用于相关系数的最大值小于 0 . 展开更多
关键词 空间机械臂 -耦合动力学特性 相关系数 零次近似模型
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采用直线电机车辆的轨道交通耦合动力学模型及仿真分析 被引量:1
14
作者 万传风 龙许友 +1 位作者 张勇 邓学森 《城市轨道交通研究》 2006年第5期19-21,25,共4页
建立了采用直线电机车辆的轨道交通的车-线耦合动力学模型,并与车辆动力学分析通用软件ADAMS/Rail进行了比较,从而验证了所建模型的正确性。通过对广州市轨道交通4号线工程线路设计参数进行的仿真计算,给出了相应的建议值。
关键词 直线电机 动力学 道交通 -线耦合动力学模型
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空间柔性梁的刚-柔耦合动力学特性分析与仿真 被引量:5
15
作者 闫业毫 和兴锁 邓峰岩 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期480-484,共5页
针对大范围运动规律为未知的刚-柔耦合系统,利用有限元方法对柔性梁进行离散,采用Lagrange方程建立空间柔性梁的刚-柔耦合动力学方程,研究在大范围运动为自由情况下,空间柔性梁的大范围运动和变形运动的相互耦合机理,比较零次模型、一... 针对大范围运动规律为未知的刚-柔耦合系统,利用有限元方法对柔性梁进行离散,采用Lagrange方程建立空间柔性梁的刚-柔耦合动力学方程,研究在大范围运动为自由情况下,空间柔性梁的大范围运动和变形运动的相互耦合机理,比较零次模型、一次耦合模型、精确模型的差异,探讨各种模型的适用性。 展开更多
关键词 动力学模型 空间柔性梁 -耦合系统 动力学特性 非线性方法 模型分析 数值分析
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考虑风浪相关性影响的高速列车−轨道−跨海斜拉桥时变系统动力响应分析
16
作者 蔡宝锋 谌启发 +1 位作者 郭文华 段彬鑫 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期598-609,共12页
为研究波浪参数及风浪相关性对跨海高铁桥梁车-轨-桥耦合系统的影响,基于耿贝尔逻辑模型,根据实测风浪同步观测数据建立了平均风速-有效波高联合概率模型,并采用谱解法随机生成可考虑相关性影响的风、浪时程曲线。以某跨海高铁双塔斜拉... 为研究波浪参数及风浪相关性对跨海高铁桥梁车-轨-桥耦合系统的影响,基于耿贝尔逻辑模型,根据实测风浪同步观测数据建立了平均风速-有效波高联合概率模型,并采用谱解法随机生成可考虑相关性影响的风、浪时程曲线。以某跨海高铁双塔斜拉桥为例,基于ANSYS和SIMPACK联合仿真,建立高速列车-轨道-跨海斜拉桥空间振动分析模型,分别开展单独波浪、单独风、相干风浪联合作用下高速列车通过跨海斜拉桥时的空间振动分析,研究有效波高、桥位处水深、风速对车桥动力响应的影响。研究结果表明:波浪作用主要影响列车与桥梁的横向响应,对竖向响应影响较小;波浪作用所致列车和桥梁动力响应随有效波高及桥位处水深增大而增大,且增幅也越来越高;当波高较大时,有效波高是影响车桥系统动力响应的主要因素,当波高较低时,桥位处水深及有效波高对车桥动力响应的影响相当;在波浪作用下,主梁跨中横向位移时程主要包含波浪频率和主梁一阶横弯频率两个频率成分,增大有效波高可使主梁一阶横弯频率成分占比提高;与单独风作用相比,考虑风浪联合作用后,车桥系统动力响应明显增大,在选取风速与波高进行动力响应分析时,应合理考虑风浪相关性。 展开更多
关键词 风浪相关性 随机风浪 跨海桥梁 斜拉桥 --耦合振动
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桥上轨道扣件失效状态对车桥系统动力响应的影响
17
作者 段彬鑫 谌启发 +2 位作者 郭文华 陈定市 郭柳君 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第5期2191-2204,共14页
为分析桥上扣件失效状态对高速列车-多跨简支梁桥系统动力响应的影响,考虑弹条和轨下垫板的非线性力学特征,建立WJ-8型扣件系统的精细化空间力学模型。再基于多刚体列车模型、CRTSⅢ型无砟轨道-简支梁有限元模型,建立考虑多种扣件失效... 为分析桥上扣件失效状态对高速列车-多跨简支梁桥系统动力响应的影响,考虑弹条和轨下垫板的非线性力学特征,建立WJ-8型扣件系统的精细化空间力学模型。再基于多刚体列车模型、CRTSⅢ型无砟轨道-简支梁有限元模型,建立考虑多种扣件失效特征的车-轨-桥耦合系统动力分析模型。经大量参数计算分析,研究扣件失效形式、失效数量和桥上失效位置等对车桥系统动力响应的影响。计算结果表明:单个(对)扣件失效对桥梁动力响应的影响不大,对列车和钢轨动力响应的影响较为明显,其中扣件完全失效相比仅弹条失效影响更大,且对轮轨的影响主要集中在失效侧;列车和轨道的动力响应都随着扣件连续失效数量的增大而增大,连续5个扣件完全失效时,列车脱轨系数达到0.524,轮重减载率超过安全限值;扣件失效对附近钢轨和正常扣件的动力响应产生显著影响,紧邻失效区间前方一个扣件的支反力增幅最大,连续3个扣件完全失效时其增幅可达146.10%,有必要关注失效扣件临近区域的扣件和钢轨发生损伤的风险;扣件相对于桥梁的失效位置亦会显著影响系统的动力响应,随着扣件失效位置从桥墩往跨中变化时,列车的竖向加速度和Sperling指标总体呈现逐渐增大的趋势。当扣件失效位置位于跨中和桥墩时,钢轨下挠和上拱值分别达到最大。 展开更多
关键词 扣件失效 高速列 --耦合振动 安全性 非线性
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大件运输车-桥耦合动力学分析 被引量:6
18
作者 周彭滔 单奇 叶运广 《中国测试》 CAS 北大核心 2017年第1期127-131,共5页
特殊大件运输车货质量可达千吨,在判断大件运输车辆能否安全通过桥梁时,以桥梁跨中挠度作为评判标准关键指标。该文以四川德阳市石亭江大桥为例,采用Auto CAD软件对大桥进行建模,而车辆的模型以尼古拉斯全液压平板车组为模版进行建模,... 特殊大件运输车货质量可达千吨,在判断大件运输车辆能否安全通过桥梁时,以桥梁跨中挠度作为评判标准关键指标。该文以四川德阳市石亭江大桥为例,采用Auto CAD软件对大桥进行建模,而车辆的模型以尼古拉斯全液压平板车组为模版进行建模,然后在ADAMS软件中对车辆与桥梁进行耦合动力学分析,研究不同轴数、轴距、轴线载荷的大件运输车辆通过桥梁时桥梁跨中挠度的变化情况。建立的模型和分析结果可以用于预估大件运输车辆通过桥梁时的跨中挠度,为大件运输车辆桥梁通过性提供定量分析方法。 展开更多
关键词 公路运输 -耦合 动力学分析 大件运输 挠度
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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
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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 高速铁路桥 --桥系统耦合振动 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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重载铁路隧道车-轨-隧耦合模型及底部结构动力响应影响因素研究 被引量:4
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作者 肖鹏 彭立敏 +2 位作者 李锐 王海林 雷明锋 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3737-3745,共9页
重载列车在提高运输效能的同时也会加剧对基础设施结构的损伤,甚至影响行车安全,因此,开展系统的重载铁路隧道动力响应特性研究具有重要的现实意义。模型在系统分析列车、轨道、隧道底部结构与围岩间相互作用关系的基础上,分别通过赫兹... 重载列车在提高运输效能的同时也会加剧对基础设施结构的损伤,甚至影响行车安全,因此,开展系统的重载铁路隧道动力响应特性研究具有重要的现实意义。模型在系统分析列车、轨道、隧道底部结构与围岩间相互作用关系的基础上,分别通过赫兹非线性理论定义轮-轨接触和通过修改钢轨竖向坐标的二次建模方法引入轨道不平顺,重点分析和表征了各列车机构、隧道结构体系之间的相互耦合关系,建立了车辆-轨道-隧道一体化三维耦合有限元数值模型,并开展对比验证。研究结果表明:模型的计算结果与既有文献中的实测数据相差较小,最大相对差值为12.2%,说明所建立的车辆-轨道-隧道一体化耦合模型及其参数的选取是合理可靠的。在此基础上,进一步针对列车轴重、围岩条件、填充层厚度和轨道条件4个关键因素对重载铁路隧道底部结构的动力响应影响规律开展了共计15个工况的模拟计算。研究结果表明:隧道底部结构及基岩的主应力、沉降变形均随列车轴重的增大、围岩条件的变差以及填充层厚度的减薄而快速呈线性增大;列车轴重和围岩条件对底部结构的动力响应影响最为显著;适当增加填充层厚度能减轻列车动载对隧道底部结构的冲击作用,对于Ⅳ-Ⅵ级围岩地段,建议填充层厚度不宜小于1.33 m。 展开更多
关键词 重载铁路隧道 --耦合模型 动力响应特性 影响因素
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