有限元曲線連續(xù)梁橋車橋耦合振動(dòng)分析

分別應(yīng)用廣義虛功原理和有限元法建立車輛和橋梁的振動(dòng)方程,根據(jù)車-橋兩系統(tǒng)之間隨時(shí)間變化的接觸點(diǎn)滿足接觸力和位移的協(xié)調(diào)條件,應(yīng)用通用結(jié)構(gòu)分析軟件ansys建立車橋耦合振動(dòng)響應(yīng)的有限元迭代分析模型,并進(jìn)行數(shù)值求解。以一座公路曲線梁橋?yàn)槔?分別進(jìn)行了不同車速和是否計(jì)入離心力、橋面不平整度等條件下的車橋耦合振動(dòng)響應(yīng)分析。結(jié)果表明:離心力對(duì)橋梁豎向動(dòng)態(tài)響應(yīng)影響不大,但使橋梁扭轉(zhuǎn)角動(dòng)態(tài)響應(yīng)加劇;隨著車輛速度的增加,振動(dòng)響應(yīng)波動(dòng)的幅值越來越大,頻率越來越低,周期變長;橋面不平整度對(duì)橋梁的車橋耦合振動(dòng)影響很大,分析中應(yīng)予以考慮。

不平整度橋面下連續(xù)梁橋車橋耦合振動(dòng)分析

以某鐵路曲線多跨簡支梁橋?yàn)槔?討論了考慮樁土作用的鐵路曲線梁橋車橋耦合振動(dòng).在對(duì)曲線梁橋車橋耦合振動(dòng)的分析中,建立了具有35個(gè)自由度的鐵路車輛曲線通過模型和動(dòng)力方程,建立了曲線梁的動(dòng)力模型及其動(dòng)力方程;建立了一種基于激勵(lì)非線性振動(dòng)的數(shù)值方法,并在windows9x/2000/xp工作環(huán)境下利用powerstation和visualc++完成了計(jì)算程序的編制,取得了較好的計(jì)算結(jié)果.分析中將曲線通過的車輛和曲線梁橋分為兩個(gè)由非線性輪軌接觸力所聯(lián)系的振動(dòng)子系統(tǒng),通過迭代法進(jìn)行求解這兩個(gè)子系統(tǒng);軌道不平順采用在給定軌道條件下的人工模擬不平順,在分析過程中計(jì)入了不同車速對(duì)曲線通過的車輛及曲線連續(xù)梁橋振動(dòng)的影響,得到一些有益的結(jié)論.

本文采用3-d全車模型和模態(tài)坐標(biāo)法,以路面豎向不平順為激勵(lì)源,建立車-橋耦合振動(dòng)微分方程,用runge-kutta法求解,據(jù)此思路用matlab編制車-橋耦合振動(dòng)的計(jì)算程序,并進(jìn)行了frp橋面板鋼梁橋的振動(dòng)分析,模擬結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果對(duì)比符合較好,表明該方法正確有效,可用于分析各種車橋耦合振動(dòng)問題。

以32m簡支梁橋?yàn)槔?使用有限元軟件simpack和ansys分別建立chr動(dòng)車模型和32m簡支梁橋模型,進(jìn)行兩款軟件的聯(lián)合仿真,研究列車的通過速度和簡支梁橋的剛度對(duì)橋梁動(dòng)力響應(yīng)的影響。研究結(jié)果表明:列車通過速度對(duì)橋梁跨中的豎向位移及豎向加速度影響比較大,跨中的豎向位移和豎向加速度均隨列車通過速度的增大而增大,列車通過速度對(duì)橋梁跨中的橫向位移和橫向加速度影響較小;橋梁剛度對(duì)跨中的豎向位移、豎向加速度、橫向位移和橫向加速度的影響比較小,工程中在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增大橋梁剛度對(duì)提高橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性意義不大;該計(jì)算方法可用于車橋耦合振動(dòng)分析,計(jì)算結(jié)果可為高速鐵路橋梁建設(shè)提供依據(jù)。

大跨度提籃拱橋車橋耦合振動(dòng)分析——大跨度提籃拱橋車橋耦合振動(dòng)分析目前國內(nèi)外規(guī)范對(duì)橋梁設(shè)計(jì)關(guān)于橋梁剛度限值的規(guī)定只適用于單跨和多跨簡支梁等小跨度常規(guī)橋梁,特殊結(jié)構(gòu)橋梁都超出了目前我國各種規(guī)范和暫規(guī)所能涵蓋的范圍。提出了列車、大跨度提籃拱橋空間...

當(dāng)車輛以一定速度通過橋梁時(shí),使橋產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊等動(dòng)力效應(yīng)。而橋梁的振動(dòng)又反過來影響車輛的振動(dòng)。這種相互作用、相互影響的問題,就是車輛與橋梁之間的振動(dòng)耦合問題。為了準(zhǔn)確分析車橋之間的相互作用,通過建立車輪加彈簧—阻尼器—簧上質(zhì)量簡支梁的動(dòng)力分析模型,模擬車輛變速過橋,根據(jù)模態(tài)綜合法給出了車橋系統(tǒng)動(dòng)力平衡方程。

為了評(píng)估高速鐵路上多線鐵路橋梁列車運(yùn)行安全性與舒適性,以渝黔鐵路白沙沱大橋?yàn)槔?采用多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件simpack建立了crh3動(dòng)車和拖車三維空間動(dòng)力學(xué)模型,并通過simpack的子結(jié)構(gòu)技術(shù)將動(dòng)車和拖車組裝成列車動(dòng)力學(xué)模型;采用有限元軟件ansys建立了橋梁的動(dòng)力分析模型,計(jì)算其自振特性.根據(jù)列車和橋梁子系統(tǒng)之間的變形協(xié)調(diào)條件和力平衡條件,在輪軌接觸面的節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行位移和力的數(shù)據(jù)傳遞,基于simpack與ansys相結(jié)合的聯(lián)合仿真方法首次進(jìn)行多線車橋耦合振動(dòng)仿真,分析了橋梁動(dòng)力學(xué)指標(biāo)及列車安全性指標(biāo)和舒適性指標(biāo),探索了多線車橋耦合振動(dòng)的一般規(guī)律和對(duì)列車安全性與舒適性的影響程度.研究結(jié)果表明:(1)三線列車共同作用下,與單線單獨(dú)行車時(shí)對(duì)應(yīng)動(dòng)車和拖車的車輛安全性指標(biāo)(脫軌系數(shù)、輪重減載率及輪軌橫向力)幾乎完全一致;車輛舒適性指標(biāo)(車體豎向加速度、車體橫向加速度、豎向舒適度指標(biāo)及橫向舒適度指標(biāo))中除個(gè)別豎向加速度約10%外,其余指標(biāo)都在1%以內(nèi),表明由于橋梁剛度較大,橋梁振動(dòng)對(duì)列車動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的影響很小,單線和多線對(duì)應(yīng)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)非常接近,可近似采用單線單獨(dú)行車時(shí)車輛動(dòng)力學(xué)指標(biāo)推測多線同時(shí)行車的對(duì)應(yīng)指標(biāo).(2)三線列車共同作用下橋梁主跨跨中豎向位移比單線疊加位移略大,相差1%以內(nèi),豎向位移影響系數(shù)在1.001~1.006之間;三線列車共同作用下橋梁主跨跨中橫向位移與單線代數(shù)疊加位移相近,相差±10%以內(nèi),主跨跨中橫向位移影響系數(shù)在1.000左右,可以近似采用單線疊加的豎向位移和橫向位移推測三線列車共同作用下的豎向位移和橫向位移.(3)三線列車共同作用下橋梁主跨跨中豎向加速度絕對(duì)值比單線代數(shù)疊加后的絕對(duì)值小,影響系數(shù)在0.636~0.771之間,可參照單線代數(shù)疊加的橋梁豎向加速度保守評(píng)定橋梁的豎向加速度;三線列車共同作用下的主跨跨中橫向加速度絕對(duì)值比單線行車橫向加速度絕對(duì)值中的最大值小,可參照單線橫向加速度絕對(duì)值的最大值保守評(píng)定橋梁橫向加速度.

移動(dòng)荷載作用下橋梁的車橋耦合振動(dòng)分析——文章基于euler-bernoulli梁理論，推導(dǎo)了車橋耦合相互作用的動(dòng)力方程，得出了考慮車一橋相互作用時(shí)的質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣以及剛度矩陣。以ansys為平臺(tái)，采用apdl語言編制了相關(guān)程序，對(duì)其進(jìn)行仿真計(jì)算。結(jié)果表明，文章的...

車橋耦合系統(tǒng)非平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)分析 3－142 車橋耦合系統(tǒng)非平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)分析 張志超，趙巖，林家浩 （大連理工大學(xué)工程力學(xué)系工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧大連116024） 摘要：本文研究了車橋耦合系統(tǒng)受軌道高低不平順激勵(lì)而產(chǎn)生的垂向非平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)。車輛采用具有 兩系懸掛10個(gè)自由度的四輪模型，橋梁采用bernoulli-euler梁單元有限元模型。將軌道高低不平 順假設(shè)為均勻調(diào)制演變隨機(jī)過程，并考慮車輪間的相位差，采用虛擬激勵(lì)法(pem)將軌道不平度精確 地轉(zhuǎn)化為一系列垂向簡諧不平度的疊加，大大簡化了運(yùn)動(dòng)方程的求解。在此基礎(chǔ)上采用能夠更真實(shí)地 模擬車輛作用力在時(shí)間域和空間域上連續(xù)變化的精細(xì)積分法(pim)來進(jìn)行數(shù)值積分計(jì)算。最后通過兩 個(gè)算例給出了耦合系統(tǒng)響應(yīng)統(tǒng)計(jì)值變化的時(shí)程曲線，分析了車輛運(yùn)行速度和軌道不平順對(duì)于系統(tǒng)隨機(jī) 響應(yīng)的影響。數(shù)值計(jì)算表明

以鋼桁梁橋自由振動(dòng)的模態(tài)和正則坐標(biāo)作為橋跨結(jié)構(gòu)振動(dòng)的位移函數(shù),將列車-鋼桁梁橋作為一個(gè)系統(tǒng),計(jì)算正則坐標(biāo)下鋼桁梁橋及車輛的總勢能.基于彈性系統(tǒng)的總勢能值不變?cè)砑靶纬删仃嚨膶?duì)號(hào)入座法則,建立了車橋時(shí)變系統(tǒng)在正則坐標(biāo)下的振動(dòng)方程,有效減少了車橋振動(dòng)的自由度和計(jì)算工作量.以某鐵路為例,計(jì)算了連續(xù)鋼桁梁橋車橋系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng),并用模態(tài)法和非模態(tài)法進(jìn)行對(duì)比,最小誤差為0.16%.

雙鏈?zhǔn)綉宜鳂蜍嚇蝰詈险駝?dòng)研究——采用單個(gè)移動(dòng)質(zhì)量一彈簧一阻尼模型模擬車輛，應(yīng)用達(dá)朗貝爾原理和位移協(xié)調(diào)條件，推導(dǎo)出車橋耦合振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程．考慮幾何非線性及橋面不平度因素，就車輛沿橋縱軸向中心行駛和偏心行駛2種工況，探討單個(gè)移動(dòng)車輛荷載對(duì)雙鏈懸索...

為探討城市軌道交通u型梁車橋系統(tǒng)車橋耦合振動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境的影響,采用線性化輪軌模型建立了31個(gè)自由度的車輛動(dòng)力學(xué)模型。以重慶市軌道交通一號(hào)線工程中梁山以西高架區(qū)間所采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為30m的單線小u結(jié)構(gòu)為對(duì)象,采用自編程序和通用對(duì)機(jī)車車輛過橋時(shí)的車橋耦合振動(dòng)進(jìn)行了分析,實(shí)測了周邊地面受到車橋耦合振動(dòng)的響應(yīng),并通過計(jì)算與實(shí)測結(jié)果的對(duì)比分析對(duì)所建立的理論模型和編制的程序進(jìn)行了驗(yàn)證,對(duì)u梁引起的環(huán)境振動(dòng)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,u型梁具有良好的環(huán)境振動(dòng)控制效果。

滑動(dòng)模架在連續(xù)梁橋施工中的有限元分析

為了分析構(gòu)造和受力狀態(tài)均較為復(fù)雜的滑動(dòng)模架系統(tǒng),結(jié)合工程實(shí)例中應(yīng)用的挪威滑動(dòng)模架系統(tǒng),對(duì)滑動(dòng)模架的構(gòu)造形式和工作原理進(jìn)行了闡述,并采用有限元方法對(duì)其在連續(xù)梁施工中的主要階段進(jìn)行靜力分析,對(duì)鋼箱主梁進(jìn)行局部屈曲和整體屈曲分析。結(jié)果表明,該滑動(dòng)模架系統(tǒng)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性均能滿足中國規(guī)范要求。通過由計(jì)算分析得到的主梁、橫梁和前后導(dǎo)梁在不同施工階段的變形及應(yīng)力分布,使設(shè)計(jì)人員對(duì)滑動(dòng)模架的受力特性有進(jìn)一步的了解,從而為滑動(dòng)模架的設(shè)計(jì)、加工及應(yīng)用提供參考依據(jù)。

為研究列車通過橋面上設(shè)置多線鐵路的大跨度鋼桁梁橋所激發(fā)的車橋耦合振動(dòng)的規(guī)律，以某兩聯(lián)2×84m連續(xù)鋼桁梁橋?yàn)檠芯勘尘?，將列車視為多剛體動(dòng)力系統(tǒng)，用空間有限元對(duì)橋梁進(jìn)行離散建模，并將列車、橋梁視為聯(lián)合動(dòng)力體系，建立列車與多線鋼桁梁橋的車橋耦合動(dòng)力模型，計(jì)算分析列車通過該橋時(shí)的橋梁動(dòng)力響應(yīng)和列車走行性。研究結(jié)果表明：當(dāng)ice3高速客車、c62普通貨物列車混合編組通過橋梁時(shí)，橋梁和車輛的動(dòng)力響應(yīng)比單線客車通過橋梁時(shí)明顯偏大；列車在各種組合工況下通過橋梁時(shí)，列車走行性能得到滿足，橋梁動(dòng)力性能良好。

車橋耦合振動(dòng)研究方法綜述

為滿足設(shè)計(jì)要求,采用有限元軟件對(duì)某三跨變截面連續(xù)箱梁橋橫向框架進(jìn)行有限元分析,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,對(duì)不同施工階段,該梁橋施工應(yīng)力能滿足結(jié)構(gòu)要求,對(duì)同類連續(xù)箱梁橋的有限元分析也起到了有效的指導(dǎo)作用。

車橋耦合振動(dòng)講義第1講-chapter_No.1

減隔震技術(shù)可有效提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體抗震性能,而減隔震支座裝置則已成為工程界經(jīng)常采用的橋梁結(jié)構(gòu)減隔震方法之一,且工程實(shí)踐證明非常有效。該文以一座位于某高烈度設(shè)防地區(qū)的多跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)曲梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象,通過建立三維動(dòng)力有限元模型,采用非線性時(shí)程法分析其地震響應(yīng)特性。在原設(shè)計(jì)無法滿足抗震要求的情況下,提出了減震方案,并比較了該橋采用減震支座前后的地震動(dòng)力響應(yīng)特性。結(jié)果表明:減震支座能夠起到很好的減震耗能效果,有利于提高橋梁的抗震性能。

大跨度鐵路斜拉橋在車輛通過時(shí),可能發(fā)生較大的變形,致使結(jié)構(gòu)幾何非線性效應(yīng)變得顯著。針對(duì)大跨度斜拉橋的幾何非線性特征及鐵路橋的特點(diǎn),建立了結(jié)構(gòu)空間動(dòng)力分析模型。以廣西紅水河鐵路斜拉橋和主跨300米雙線鐵路斜拉橋方案為例,模擬機(jī)車過橋的全過程,計(jì)算了斜拉橋的車橋耦合振動(dòng)響應(yīng),分析了各種因素對(duì)橋梁動(dòng)力響應(yīng)的影響。結(jié)果表明,對(duì)于大跨度鐵路斜拉橋,非線性分析結(jié)果與線性分析結(jié)果相比,具有明顯差別。在大跨度鐵路斜拉橋車橋耦合振動(dòng)分析中,考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性效應(yīng)是必要的。

基于有限元分析的pc連續(xù)曲線箱梁橋典型病害治理——針對(duì)某預(yù)應(yīng)力混凝土曲線匝道橋在通車運(yùn)營前出現(xiàn)內(nèi)側(cè)支座脫空的現(xiàn)象，建立空間有限元模型對(duì)其進(jìn)行受力計(jì)算，通過分析計(jì)算結(jié)果對(duì)通車運(yùn)營后的支座工作狀態(tài)做出預(yù)測。對(duì)2種病害處理方案的有限元模型進(jìn)行受力對(duì)比...