车辆-桥梁/轨道系统耦合振动精细分析理论及应用PDF电子书下载

第1章 引言 1

1.1 车辆—桥梁／轨道系统耦合振动研究历史与现状概述 2

1.1.1 车桥振动研究 2

1.1.2 车线振动研究 4

1.1.3 车辆—轨道—桥梁系统耦合振动研究 5

1.2 车辆—桥梁／轨道系统耦合振动研究存在的不足 7

1.2.1 车辆模型 7

1.2.2 桥梁模型 7

1.2.3 轨道结构模型 9

1.2.4 轮轨接触模型 9

1.2.5 数值求解方法 10

1.3 本文的主要研究思路和内容 13

第2章 车辆、桥梁／轨道计算模型与运动微分方程 17

2.1 车辆模型与运动微分方程 17

2.1.1 铁路车辆构造特点与计算假定 17

2.1.2 车辆模型的建立 20

2.1.3 物理坐标下的车辆运动微分方程 23

2.1.4 模态坐标下车辆运动微分方程 24

2.2 桥梁／轨道模型与运动微分方程 27

2.2.1 铁路桥梁及桥上轨道结构 27

2.2.2 模态坐标下桥梁／轨道运动微分方程 30

2.2.3 大型结构自由度的缩减 30

2.2.4 基于模态叠加法的应力／内力计算 35

2.3 本文建模方法的主要优势 36

2.4 本章小结 37

第3章 车辆、桥梁／轨道运动微分方程右端激振力 39

3.1 由轮轨相互作用产生的激振力 39

3.1.1 轮轨系统坐标系与坐标变换 40

3.1.2 轮轨空间接触几何参数 42

3.1.3 轮轨法向力的求解 47

3.1.4 轮轨蠕滑力的求解 51

3.1.5 轮轨激励模型及处理 56

3.1.6 轮轨耦合原理 63

3.2 由系统内力移到右端项产生的虚拟激振力 64

3.3 其他外部激振力 66

3.4 本章小结 67

第4章 数值求解方法与迭代稳定性 69

4.1 分离迭代法 70

4.2 分离同步法 73

4.3 用于迭代稳定性分析的简化模型 74

4.4 对应于简化模型的迭代稳定性分析 75

4.4.1 密贴接触弹簧振子模型 75

4.4.2 非密贴接触弹簧振子模型 78

4.5 车辆—桥梁／轨道系统模型迭代稳定性分析 80

4.6 迭代稳定性与收敛性、计算效率的关系 81

4.7 本章小结 83

第5章 程序编制及数值验证 85

5.1 程序编制介绍 85

5.1.1 前处理功能 85

5.1.2 后处理功能 87

5.1.3 程序流程 88

5.2 程序考核与数值实验 89

5.2.1 匀速移动簧上质量过桥验证 89

5.2.2 非线性处理功能验证 90

5.2.3 轨道不平顺作用下车辆振动响应验证 91

5.2.4 车辆—轨道—桥梁系统耦合振动验证 96

5.2.5 迭代稳定性分析数值实验 99

5.2.6 新型显式积分方法迭代收敛性验证 103

5.3 本章小结 104

第6章 大跨度悬索桥应力和加速度分析与实测验证 105

6.1 大跨度桥梁应力和加速度计算时振动模态选取的指导原则 107

6.1.1 移动荷载作用下简支梁共振分析 107

6.1.2 移动荷载作用下弹性地基梁共振分析 111

6.1.3 从共振分析导出大跨度振动模态选取的指导原则 113

6.2 列车作用下青马大桥动力响应计算与实测 114

6.2.1 青马大桥及其有限元模型 114

6.2.2 健康监测系统与实测数据 115

6.2.3 车桥动力计算参数 119

6.2.4 桥梁振动模态的选取 121

6.2.5 动力响应对比与分析 122

6.3 本章小节 129

第7章 考虑桥面板局部振动的车桥振动分析 131

7.1 桥面板局部共振条件 132

7.2 轻轨列车作用下预应力混凝土引桥局部振动分析 135

7.2.1 计算模型和参数 135

7.2.2 桥梁自振特性分析 137

7.2.3 计算结果分析与讨论 138

7.3 高速列车作用下钢—混凝土组合梁引桥局部振动分析 141

7.3.1 计算模型和参数 141

7.3.2 计算结果分析与讨论 144

7.4 桥面板局部刚度评定标准与方法探讨 148

7.4.1 局部振动频率 149

7.4.2 局部静挠度 150

7.5 本章小节 153

第8章 考虑车体柔性的车桥振动分析 155

8.1 柔性车体自振频率与车桥系统动力参数 156

8.2 柔性车体共振机理分析 158

8.2.1 竖向振动 158

8.2.2 横向振动 161

8.3 计算结果分析与讨论 163

8.3.1 竖向振动 163

8.3.2 横向振动 167

8.4 本章小节 171

第9章 考虑轨道结构的车桥振动分析 173

9.1 单层轨道结构模型 174

9.1.1 轨道结构对轮对力的影响 175

9.1.2 轨道结构对车体加速度的影响 178

9.1.3 轨道结构对桥梁振动响应的影响 179

9.2 双层轨道结构模型 181

9.2.1 钢轨—混凝土轨道板—下承式板桁结合梁桥模型 181

9.2.2 轮轨密贴与非密贴接触模型对动力仿真结果的影响 184

9.2.3 是否考虑轨道结构对系统动力响应的影响 191

9.2.4 轨下胶垫刚度（阻尼）对系统动力响应的影响 194

9.2.5 轨道板下CA砂浆刚度（阻尼）对系统动力响应的影响 197

9.3 本章小节 200

第10章 总结与展望 203

10.1 主要研究工作及其结论 203

10.2 主要创新点 208

10.3 未来研究展望 209

致谢 211

参考文献 213

附录A 本文采用的车辆模型参数 221

附录B 国内外适合车辆—桥梁／轨道耦合振动分析的部分程序 223

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果 225