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更新時間：2024.12.28
車橋耦合系統(tǒng)非平穩(wěn)隨機(jī)振動分析

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車橋耦合系統(tǒng)非平穩(wěn)隨機(jī)振動分析 3－142 車橋耦合系統(tǒng)非平穩(wěn)隨機(jī)振動分析 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而產(chǎn)生的垂向非平穩(wěn)隨機(jī)振動。車輛采用具有 兩系懸掛 10 個自由度的四輪模型，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 個算例給出了耦合系統(tǒng)響應(yīng)統(tǒng)計(jì)值變化的時程曲線， 分析了車輛運(yùn)行速度和軌道不平順對于系統(tǒng)隨機(jī) 響應(yīng)的影響。數(shù)值計(jì)算表明

列車-橋梁耦合系統(tǒng)非線性隨機(jī)振動分析

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在軌道不平順激勵下,列車過橋時發(fā)生車-橋耦合振動。由于軌道不平順激勵源是隨機(jī)過程,而輪軌接觸關(guān)系又是非線性的,因此,車-橋耦合振動屬于非線性隨機(jī)振動問題。用統(tǒng)計(jì)線性化方法分析車-橋非線性隨機(jī)振動。輪軌接觸幾何關(guān)系用5個非線性函數(shù)描述,推導(dǎo)車-橋系統(tǒng)非線性振動方程。對車-橋非線性振動方程中的非線性函數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)線性化,得到時變的線性車-橋耦合振動方程。用虛擬激勵法求解線性車-橋系統(tǒng)的隨機(jī)響應(yīng),提出一種\"顯式\"統(tǒng)計(jì)線性化方法,該法在每個時間步均無需作統(tǒng)計(jì)線性化迭代。最后,用Monte Carlo法驗(yàn)證了車-橋統(tǒng)計(jì)線性化隨機(jī)振動分析方法具有較高的精度。算例表明,輪軌非線性接觸對車輛和橋梁的隨機(jī)響應(yīng)影響很大,車-橋隨機(jī)振動分析應(yīng)合理考慮輪軌非線性接觸。

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