铁路新型抢修钢梁车桥耦合振动分析

发布时间：2017-11-16 06:55

  本文关键词：铁路新型抢修钢梁车桥耦合振动分析

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【摘要】：随着计算机软硬件技术、有限元分析理论和多体系统动力学的发展,使得车桥耦合振动的仿真分析成为了可能。铁路新型抢修钢梁作为一种交通应急抢修器材,因其纵、横向刚度远低于混凝土箱梁,为确保行车的安全,进行车-桥耦合振动分析成为必要。本文主要基于多体系统动力学和有限元法分别建立了铁路货车车辆子系统和桁架桥梁子系统的计算模型,通过两个子系统在轮轨接触面离散的信息点进行数据交换实现耦合系统的振动仿真分析。首先,基于ANSYS建立了桥梁动力有限元模型,进行了子结构模态分析,求得了钢梁的自振频率和振型。同时,阐述了多体动力学基本理论及铁路车辆运动方程,并结合铁路车辆的具体特点,分析了车辆模型在多体系统动力学模拟软件SIMPACK中的组成和特点,借助反映物体间复杂特性的力元和运动约束铰对模型中的各个刚体进行相互连接和约束,并在充分考虑非线性因素基础上建立了车辆三维空间精细化仿真模型,通过计算名义力求得最大残余加速度验证了车辆子系统模型的正确性。其次,基于轮轨接触关系,重点介绍了轮轨法向力的计算模型和切向蠕滑力计算方法,进一步使用单次积分法计算车辆模型的非线性临界速度。最后,在设计车速范围内,对铁路新型抢修钢梁和货车车辆动力响应进行了分析。结合相关规范的要求对钢梁动挠度、加速度及对车辆的安全性指标(脱轨系数、轮重减载率、横向力)和平稳性指标(车体竖向、横向加速度和Sperling舒适度指标)进行了研究。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441.7;U211

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本文编号：1191462