当前位置:主页 > 科技论文 > 路桥论文 >

基于界面接触算法的车桥耦合动力学分析

发布时间:2018-11-04 13:15
【摘要】:考虑轨道不平顺及其可能引起的跳车现象,采用接触算法中的罚刚度法,在接触力与接触面之间建立了力与位移之间的线性关系。通过合理调整罚刚度值,有效控制穿透距离,将计算中迭代次数控制在合理范围之内,避免了病态刚度矩阵,使得计算结果趋近于真实值。利用精细积分技术,在时间域内进行参数离散化处理,构造时间差分格式,利用直接积分法和对应的初始条件,得到结构位移、速度和加速度关于时间递推的表达式。为提高计算效率,并保证计算结果的收敛性,将整体分析过程划分为2个子模型(移动力模型,刚性梁模型)。在给定收敛性准则的基础上,采用循环迭代技术进行数值求解;借助于MATLAB平台完成了上述车桥耦合动力学分析的编程。数值分析结果表明:当轨道平顺时,所提算法结果与Hertz弹簧模型结果高度一致;同时考虑单跨和三跨刚构桥,存在加减速度情况时,所提算法结果与Hertz弹簧模型结果完全一致,证明了所提算法的可靠性;考虑轨道不平顺时,所提算法结果与Hertz弹簧模型结果具有相同的变化规律,但数值偏高,反映了跳车冲击力的动力效应;对于行驶在桥梁上的多车情况,特别是轨道不平顺情况下,车辆跳起和下落冲击是客观存在的,采用所提的界面接触法能够真实地模拟车桥动力学耦合工况。
[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

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王进军,李杰;桥上行人对车桥振动的可容忍性(或舒适度)的判断[J];铁道建筑;2003年07期

2 张大伟;;大连港湾桥车桥振动的行人舒适度判断[J];铁道建筑;2007年03期

3 张楠;夏禾;;基于全过程迭代的车桥耦合动力系统分析方法[J];中国铁道科学;2013年05期

4 樊文才;张南;阎卫国;;车桥撞击动力学分析模型[J];长安大学学报(自然科学版);2011年06期

5 徐建华;;车桥耦合模型研究[J];西部交通科技;2012年12期

6 李佳;;浅析车桥耦合下的桥梁动力反应[J];北方交通;2009年04期

7 许慰平,程庆国;大跨度铁路桥梁车桥空间耦合振动研究[J];中国铁道科学;1989年02期

8 吴光华;王宗林;陈光;;车桥振动问题现状研究与分析[J];交通标准化;2007年11期

9 叶茂;张鹏;傅继阳;曹文斌;任珉;;带弹性支撑多跨连续梁桥的车桥耦合演变随机振动[J];振动与冲击;2014年03期

10 岳澄;张伟;;车桥耦合气动力特性和风压分布数值模拟[J];天津大学学报;2007年01期

相关会议论文 前7条

1 祝兵;白峰涛;崔圣爱;;基于多体系统动力学和有限元法的车桥耦合分析[A];第十九届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2010年

2 房庆海;房兴太;;车桥振动系统的分布参数模型及数值解[A];工程结构可靠性——中国土木工程学会桥梁及结构工程学会结构可靠度委员会全国第三届学术交流会议论文集[C];1992年

3 韩艳;陈政清;蔡春声;;风-车-桥耦合系统的车桥气动特性研究[A];第十四届全国结构风工程学术会议论文集(中册)[C];2009年

4 刘世忠;强士中;;大跨度高墩连续梁车桥动力响应分析[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1999年

5 李小珍;李俊;朱艳;刘德军;强士中;;车桥耦合动力仿真分析及其在客运专线桥梁设计中的应用[A];铁路客运专线建设技术交流会论文集[C];2005年

6 李小珍;强士中;;列车~桥梁耦合动力学研究的现状与发展趋势[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年

7 郭炽斌;尹益辉;朱宝龙;;车桥耦合作用下斜拉桥的动力分析[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2008年

相关博士学位论文 前2条

1 朱丹阳;车桥耦合系统动力相互作用与多点地震响应数值方法研究[D];大连理工大学;2015年

2 杜宪亭;强地震作用下大跨度桥梁空间动力效应及列车运行安全研究[D];北京交通大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 李焕兰;简支梁桥损伤状态下车桥耦合动态响应分析[D];大连海事大学;2015年

2 欧阳冲;城市高架轨道交通箱梁车桥耦合动力响应分析[D];武汉理工大学;2015年

3 耿泽;基于车桥耦合分析的桥梁动力参数精细化识别方法研究[D];长安大学;2016年

4 李沣;基于MATLAB的车桥耦合动力学分析[D];华中科技大学;2015年

5 陆辉毅;车桥耦合残余动力响应分析[D];华中科技大学;2015年

6 陈世俊;车桥耦合作用的数值模拟研究[D];大连海事大学;2008年

7 林鸿m8;高速铁路车桥耦合及其应用的研究[D];天津大学;2008年

8 叶宁献;随机不平顺下车桥耦合的振动分析[D];天津大学;2009年

9 王向平;轮轨作用力对高速铁路车桥耦合的影响[D];天津大学;2009年

10 陈榕峰;公路桥梁车桥耦合主要影响因素仿真分析方法研究[D];长安大学;2007年



本文编号:2309922

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/2309922.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户b0170***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com