不同梁单元对车-桥耦合动力响应的影响

发布时间：2022-01-07 09:08

　　研究目的:为研究不同类型梁单元对列车-轨道-简支梁耦合系统动力响应的影响,以12车编组高速列车通过6跨简支梁为例,基于多刚体动力学建立车辆垂向动力学模型,分别采用Euler-Bernoulli梁、Timoshenko梁及Mindlin板单元建立简支梁桥有限元模型,并开展基于三种不同类型梁单元简支梁模型的列车-轨道-桥梁耦合系统动力响应分析。研究结论:（1）在相同参数条件下,三种简支梁模型的自振频率各不相同,其中Euler-Bernoulli梁模型计算得到的简支梁自振频率最高,对应的理论共振车速也最大;（2）运营车速条件下,桥梁加速度响应受梁单元类型的影响显著,基于Euler-Bernoulli梁的简支梁振动加速度最小,基于Timoshenko梁的简支梁振动加速度与基于板单元的箱梁底板中点处的计算结果较为接近,而基于板单元的简支梁由于顶板局部受高频列车荷载激励的影响,因此顶板中点处的加速度最大;三种简支梁模型计算的首、末节车体加速度吻合良好;（3）共振车速条件下,Euler-Bernoulli梁模型和Timoshenko梁模型计算的桥梁加速度和位移吻合较好,但整体上大于板单元模型箱梁腹板... 

【文章来源】：铁道工程学报. 2020,37(07)北大核心EI

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

简支梁跨中垂向振动加速度

参考合蚌客专单线预制简支箱梁，确定如图2所示的主梁截面尺寸。桥梁有限元模型按6跨简支梁建立，主梁分别采用Euler-Bernoulli梁单元、Timoshenko梁单元及Mindlin板单元建模，钢轨采用Timoshenko梁单元建模，有限元模型如图3所示。为降低边界条件带来的误差，三种桥梁模型的边界约束均施加在中性轴位置。本文主梁单元长度为0.6 m，保持与扣件间距一致，钢轨节点与桥梁节点之间通过弹簧-阻尼器连接，考虑轨下扣件和垫板的弹性支承作用。车辆、轨道和桥梁基本参数参考文献[7]。图3 轨道-桥梁有限元模型

轨道-桥梁有限元模型

【参考文献】：
期刊论文
[1]列车—轨道—桥梁耦合系统动力方程求解方法对计算精度和效率的影响[J]. 朱志辉,龚威,王力东,蔡成标,余志武.  中国铁道科学. 2016(05)



本文编号：3574260