横风环境下跨海大桥列车-桥梁系统耦合振动仿真研究

发布时间：2023-04-07 05:17

　　基于计算流体力学及弹性体在多体系统中的耦合理论,将计算流体力学、多体系统动力学及有限元结合起来,构建横风环境中列车-桥梁系统耦合振动的仿真平台,并以平潭海峡大小练岛水道斜拉桥为研究对象开展研究。列车-桥梁系统的气动模型构建采用局部动态层网格方法,计算列车-桥梁系统在不同风速和车速下的气动荷载。基于有限元方法和多体系统动力学方法建立列车-桥梁系统多体动力学模型,以时间激励方式施加气动荷载,仿真计算双线会车时不同风速和车速工况下列车-桥梁耦合系统的动力响应。研究结果表明:(1)随着风速的增大,桥梁主跨跨中竖向位移变化很小,而跨中横向位移显著增大,跨中竖向和横向振动加速度亦明显增大。风速和车速分别在30 m/s与300 km/h以内时,桥梁的挠度和振动加速度均能满足要求。(2)横风环境下列车在桥梁上运行时,头车的动力特性最为不利。随着风速和车速的增大,车辆的动力学指标均呈增大趋势。(3)列车行至桥梁跨中时轮重减载率出现最大值,两车交会时车体横向加速度发生突变且出现最大值,部分动力学指标不满足要求。(4)双线会车时,风速在10、20、30 m/s时的临界安全车速分别为296、256、147 k...

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【文章目录】：
1 弹性体在多体系统中的耦合集成
2 横风环境中列车-桥梁系统气动荷载
    2.1 计算模型
    2.2 计算结果
3 横风环境中列车-桥梁系统的动力学模型
    3.1 列车动力学模型
    3.2 桥梁动力学模型
4 横风环境中列车-桥梁系统耦合振动分析
    4.1 联合仿真
    4.2 桥梁的动力响应
    4.3 列车的动力响应
5 结论



本文编号：3785165