基于界面接触算法的车桥耦合动力学分析
[Abstract]:Considering the track irregularity and the possible jump phenomenon, a linear relationship between the contact force and the contact surface is established by using the penalty stiffness method in the contact algorithm. By reasonably adjusting the penalty stiffness value and effectively controlling the penetration distance, the iteration number in the calculation is controlled within a reasonable range, and the ill-conditioned stiffness matrix is avoided, which makes the calculation result approach to the real value. By using the precise integration technique, the parameters are discretized in time domain, the time difference scheme is constructed, and the expressions of displacement, velocity and acceleration about time recursion are obtained by using direct integration method and corresponding initial conditions. In order to improve the computational efficiency and ensure the convergence of the calculation results, the whole analysis process is divided into two sub-models (moving dynamic model, rigid beam model). On the basis of the given convergence criterion, the cyclic iteration technique is used to solve the numerical solution, and the programming of the above vehicle-bridge coupling dynamics analysis is completed with the help of MATLAB platform. The numerical results show that the proposed algorithm is in good agreement with the Hertz spring model when the track is smooth. At the same time, considering the single-span and three-span rigid frame bridges, the proposed algorithm is in good agreement with the results of Hertz spring model, which proves the reliability of the proposed algorithm. When considering track irregularity, the proposed algorithm has the same variation law as the Hertz spring model, but the numerical value is on the high side, which reflects the dynamic effect of the impact force. In the case of multiple vehicles travelling on bridges, especially in the case of track irregularity, the jumping and falling impact of vehicles exist objectively. The proposed interface contact method can be used to simulate the vehicle-bridge dynamic coupling conditions.
【作者单位】: 华中科技大学土木工程与力学学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(51678264)
【分类号】:U441.3
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,本文编号:2309922
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