车-线-隧刚柔耦合动力学及动力响应研究
发布时间：2021-05-21 09:07
城市轨道交通已经成为各大城市主要的公共交通工具,我国越来越多的城市开始建设地铁线路。针对地铁隧道与车辆共同作用下的运行安全,以及多种工况下的运行情况的研究尤为重要。本文主要采用多体动力学以及有限元法,使用SIMPACK和ABAQUS等软件,建立车-线-隧刚柔耦合动力学模型,完成了多种不同运行条件下的仿真模拟,得到相关结论。主要研究工作:1.本文使用SIMPACK和ABAQUS软件联合仿真,建立了车-线-隧刚柔耦合模型,为后续更多的研究提供了基础。通过现场调研及实测数据对车线隧耦合系统的动态特性进行了分析讨论。2.当地铁列车行驶速度越来越高时,车辆轮轨垂向力逐渐升高,扣件受力也同时增大,尤其是在70-80km/h高速行驶时的增幅更大。在5-8万公里磨耗后,轮对踏面与钢轨间磨合良好,轮轨垂向力和轮轨磨耗相对于新踏面均有下降。在地铁列车运行14万公里后,由于车轮踏面的磨耗量越来越大,轮轨垂向力和轮轨磨耗数将大幅升高。3.由于活塞效应的存在,使隧道的振动经过了小范围振动,较大振动以及振动趋势趋于平稳的过程。且钢轨的垂向加速度变化趋势与隧道壁振动变化趋势基本一致,但振动幅值远大于隧道壁振动幅值。...
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 车辆动力学、轮轨关系研究现状
1.2.2 车隧耦合动力学
1.2.3 隧道动力响应
1.3 技术路线与研究内容
1.3.1 技术路线
1.3.2 章节安排及研究内容
第2章 车-线-隧耦合动力学模型建立
2.1 多体动力学及其商业软件
2.1.1 多体动力学
2.1.2 SIMPACK软件
2.2 有限元法及其商业软件
2.2.1 有限元法
2.2.2 ABAQUS软件
2.2.3 Hypermesh软件
2.3 各子模型建立
2.3.1 地铁列车模型建立
2.3.2 弹性轨道模型建立
2.3.3 弹性隧道模型建立
2.4 车-线-隧刚柔耦合动力学模型建立
2.5 本章小结
第3章 地铁车辆及线路动力学响应分析
3.1 动力学性能计算工况分析
3.1.1 线路扣件刚度变化动态影响
3.1.2 车辆运行速度影响
3.1.3 车辆运营里程影响
3.2 线路扣件刚度变化动力响应分析
3.2.1 刚度整体变化
3.2.2 刚度突变
3.3 车辆运行速度影响分析
3.4 车辆运营里程影响
3.4.1 轮轨垂向力
3.4.2 轮轨磨耗数
3.5 本章小结
第4章 地铁隧道动力响应分析
4.1 隧道现场监测及动力学响应分析
4.1.1 隧道现场监测及病害检测调研
4.1.2 隧道现场监测及检测调研结果分析
4.2 道床横断面有限元计算及应力变化分析
4.3 隧道竖断面有限元计算及应力变化分析
4.4 本章小结
第5章 振动统计特征分析及车辆动力学性能评价方法
5.1 振动统计特征指标及动力学性能评价指标
5.1.1 振动统计特征指标
5.1.2 动力学性能评价指标
5.2 动力学性能评价及振动统计特征分析
5.2.1 车辆动力学性能评价
5.2.2 振动统计特征分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]轨道不平顺激励下悬浮隧道车隧耦合振动响应分析[J]. 林亨,项贻强,陈政阳,杨赢. 振动与冲击. 2019(01)
[2]水-土-结构耦合作用下地铁区间隧道抗震仿真分析[J]. 商金华,王晓昱,毛荣吉. 城市轨道交通研究. 2018(10)
[3]高速铁路振动荷载作用下的土体动力响应及对下穿地铁隧道的影响分析[J]. 翟利华,史海欧,蒋盼平. 城市轨道交通研究. 2012(09)
[4]高速铁路隧道空气动力效应对水沟盖板稳定性的影响研究[J]. 施成华,杨伟超,彭立敏,王照伟,雷明锋. 铁道学报. 2012(01)
[5]地铁列车振动作用下近距离平行隧道的弹塑性动力响应[J]. 白冰,李春峰. 岩土力学. 2009(01)
[6]珠三角地区典型地层地铁区间隧道动力特性分析[J]. 王祥秋,张玉红,杨林德. 振动与冲击. 2008(01)
[7]地铁振动荷载作用下隧道周围饱和软黏土动力响应研究[J]. 张曦,唐益群,周念清,王建秀,赵书凯. 土木工程学报. 2007(02)
[8]营运期地铁盾构隧道动力响应分析[J]. 莫海鸿,邓飞皇,王军辉. 岩石力学与工程学报. 2006(S2)
[9]列车振动荷载作用下隧道衬砌结构动力响应特性分析[J]. 王祥秋,杨林德,周治国. 岩石力学与工程学报. 2006(07)
[10]高速列车振动荷载下大断面隧道结构动力响应分析[J]. 李亮,张丙强,杨小礼. 岩石力学与工程学报. 2005(23)
博士论文
[1]轮轨滚动接触弹塑性分析及疲劳损伤研究[D]. 肖乾.中国铁道科学研究院 2012
[2]有限元轮轨滚动接触理论及其应用研究[D]. 常崇义.中国铁道科学研究院 2010
[3]基于损伤理论的高速铁路隧道结构振动响应分析及疲劳寿命研究[D]. 黄娟.中南大学 2010
[4]高速列车运动荷载作用下地基和隧道的动力响应分析[D]. 边学成.浙江大学 2005
硕士论文
[1]地裂缝带地铁动荷载作用下隧道—地层动力响应数值模拟研究[D]. 杨觅.长安大学 2014
[2]轮轨接触斑测试及接触应力分析[D]. 刘伟.北京交通大学 2014
[3]列车—隧道耦合振动分析[D]. 张国斌.大连交通大学 2012
[4]轨道车辆与隧道耦合振动数值模拟方法及应用[D]. 曹露芬.上海交通大学 2011
[5]近断层地铁隧道地震作用下动力响应数值模拟研究[D]. 刘洋.北京交通大学 2009
[6]列车荷载作用下立体交叉隧道结构动力响应分析[D]. 汪伟松.西南交通大学 2009
[7]车辆动载作用下轨道结构和隧道结构的动力分析[D]. 田薇.同济大学 2007
[8]轮轨滚动接触过程的有限元分析[D]. 李群.燕山大学 2007
本文编号：3199440
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 车辆动力学、轮轨关系研究现状
1.2.2 车隧耦合动力学
1.2.3 隧道动力响应
1.3 技术路线与研究内容
1.3.1 技术路线
1.3.2 章节安排及研究内容
第2章 车-线-隧耦合动力学模型建立
2.1 多体动力学及其商业软件
2.1.1 多体动力学
2.1.2 SIMPACK软件
2.2 有限元法及其商业软件
2.2.1 有限元法
2.2.2 ABAQUS软件
2.2.3 Hypermesh软件
2.3 各子模型建立
2.3.1 地铁列车模型建立
2.3.2 弹性轨道模型建立
2.3.3 弹性隧道模型建立
2.4 车-线-隧刚柔耦合动力学模型建立
2.5 本章小结
第3章 地铁车辆及线路动力学响应分析
3.1 动力学性能计算工况分析
3.1.1 线路扣件刚度变化动态影响
3.1.2 车辆运行速度影响
3.1.3 车辆运营里程影响
3.2 线路扣件刚度变化动力响应分析
3.2.1 刚度整体变化
3.2.2 刚度突变
3.3 车辆运行速度影响分析
3.4 车辆运营里程影响
3.4.1 轮轨垂向力
3.4.2 轮轨磨耗数
3.5 本章小结
第4章 地铁隧道动力响应分析
4.1 隧道现场监测及动力学响应分析
4.1.1 隧道现场监测及病害检测调研
4.1.2 隧道现场监测及检测调研结果分析
4.2 道床横断面有限元计算及应力变化分析
4.3 隧道竖断面有限元计算及应力变化分析
4.4 本章小结
第5章 振动统计特征分析及车辆动力学性能评价方法
5.1 振动统计特征指标及动力学性能评价指标
5.1.1 振动统计特征指标
5.1.2 动力学性能评价指标
5.2 动力学性能评价及振动统计特征分析
5.2.1 车辆动力学性能评价
5.2.2 振动统计特征分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]轨道不平顺激励下悬浮隧道车隧耦合振动响应分析[J]. 林亨,项贻强,陈政阳,杨赢. 振动与冲击. 2019(01)
[2]水-土-结构耦合作用下地铁区间隧道抗震仿真分析[J]. 商金华,王晓昱,毛荣吉. 城市轨道交通研究. 2018(10)
[3]高速铁路振动荷载作用下的土体动力响应及对下穿地铁隧道的影响分析[J]. 翟利华,史海欧,蒋盼平. 城市轨道交通研究. 2012(09)
[4]高速铁路隧道空气动力效应对水沟盖板稳定性的影响研究[J]. 施成华,杨伟超,彭立敏,王照伟,雷明锋. 铁道学报. 2012(01)
[5]地铁列车振动作用下近距离平行隧道的弹塑性动力响应[J]. 白冰,李春峰. 岩土力学. 2009(01)
[6]珠三角地区典型地层地铁区间隧道动力特性分析[J]. 王祥秋,张玉红,杨林德. 振动与冲击. 2008(01)
[7]地铁振动荷载作用下隧道周围饱和软黏土动力响应研究[J]. 张曦,唐益群,周念清,王建秀,赵书凯. 土木工程学报. 2007(02)
[8]营运期地铁盾构隧道动力响应分析[J]. 莫海鸿,邓飞皇,王军辉. 岩石力学与工程学报. 2006(S2)
[9]列车振动荷载作用下隧道衬砌结构动力响应特性分析[J]. 王祥秋,杨林德,周治国. 岩石力学与工程学报. 2006(07)
[10]高速列车振动荷载下大断面隧道结构动力响应分析[J]. 李亮,张丙强,杨小礼. 岩石力学与工程学报. 2005(23)
博士论文
[1]轮轨滚动接触弹塑性分析及疲劳损伤研究[D]. 肖乾.中国铁道科学研究院 2012
[2]有限元轮轨滚动接触理论及其应用研究[D]. 常崇义.中国铁道科学研究院 2010
[3]基于损伤理论的高速铁路隧道结构振动响应分析及疲劳寿命研究[D]. 黄娟.中南大学 2010
[4]高速列车运动荷载作用下地基和隧道的动力响应分析[D]. 边学成.浙江大学 2005
硕士论文
[1]地裂缝带地铁动荷载作用下隧道—地层动力响应数值模拟研究[D]. 杨觅.长安大学 2014
[2]轮轨接触斑测试及接触应力分析[D]. 刘伟.北京交通大学 2014
[3]列车—隧道耦合振动分析[D]. 张国斌.大连交通大学 2012
[4]轨道车辆与隧道耦合振动数值模拟方法及应用[D]. 曹露芬.上海交通大学 2011
[5]近断层地铁隧道地震作用下动力响应数值模拟研究[D]. 刘洋.北京交通大学 2009
[6]列车荷载作用下立体交叉隧道结构动力响应分析[D]. 汪伟松.西南交通大学 2009
[7]车辆动载作用下轨道结构和隧道结构的动力分析[D]. 田薇.同济大学 2007
[8]轮轨滚动接触过程的有限元分析[D]. 李群.燕山大学 2007
本文编号：3199440
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3199440.html
