基于多体动力学的铁路斜拉桥车—桥耦合分析及疲劳损伤评估

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1、万方数据中图分类号UDCU448．27624硕士学位论文学校代码!Q§塑密级公珏基于多体动力学的铁路斜拉桥车．桥耦合分析及疲劳损伤评估Vehicle--bridgecouplingvibrationanalysisandfatiguedamagepredictionofrailwaycablestayedbridgaamageprealCtlOnrailwaycaDle-stayellbrid2ebasedonMBSdynamics(国家自然科学基金项目资助)作者姓名：邓朋儒学科专业：土木工程研究方向：桥梁与隧道工程学院(系、所)：土木工程学院指导教师：何旭辉副指导教师：答辩委员会主席中南大学

2、土木工程学院二。一四年五月万方数据硕士学位论文学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：衅日期：丝年三月≠日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和

3、电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：日期：丝2坚一年』月—￡曰万方数据摘要基于多体动力学的铁路斜拉桥车．桥耦合分析及疲劳损伤评估摘要：随着高速铁路的发展，列车速度和轴重不断增加，车桥耦合作用下列车行车舒适性、安全性以及桥梁使用性能受到严重影响，对车桥耦合振动仿真分析具有重要的意义。本文依托国家自然科学基金项目(51178471，51322808)，总结了车桥耦合分析理论和分析方法，避开编制程序的繁琐过程，采用多体动力学软件SIMPACK和有限元

4、软件ANSYS联合仿真的方法，实现了车桥耦合仿真分析。主要工作如下：1．以SIMPACK为背景，详细介绍了软件中分析采用的各种车桥耦合理论。包括：采用拉格朗日法建立车桥动力学方程、模态振型叠加法建立桥梁动力学方程、数值方法处理轮轨接触几何关系、Kalker简化理论——FASTSIM处理轮轨蠕滑力、Hertz理论处理轮轨法向力和功率谱描述轨道不平顺。2．以郁江双线铁路钢桁梁斜拉桥为工程背景，在SIMPACK中实现车桥耦合仿真分析。计算了各种工况下车桥耦合时变系统动力响应，包括：不同车速单线行车、不同速度双线行车、德国高低不平顺轨道谱、各种桥梁阻尼系数等。得出：车速、轨道谱主要影响列车动力响应；双

5、线行车对桥梁响应影响很大；增加桥梁阻尼可减小桥梁动力响应，对桥梁是有利的；该桥行车各指标均满足规范要求。3．将SIMPACK中车桥耦合分析轮轨力导入ANSYS中，计算各构件应力时程，然后采用雨流法进行应力幅计数，疲劳损伤理论对疲劳损伤进行评估，得出：在设计使用年限内，车致振动不至造成桥梁疲劳破坏。图59幅，表21个，参考文献77篇关键词：车桥耦合振动；多体动力学；钢桁梁斜拉桥；Lagrange；联合仿真；疲劳损伤分类号：U448．27万方数据硕士学位论文摘要Vehicle—-bridgecouplingvibrationanalysisandfatiguedamagepredictionofr

6、ailwaycablestayedbridgaamageDreOlctlonCaDle-stayeoDrldgebasedonMBSdynamicsAbstract：Withthedevelopmentofhigh-speedrailway,thespeedandwheelloadsareincreasing，whichhasadetrimentaleffectonthesafetyandcomfortabilityofvehiclesandtheperformanceofbridges．Therefore，researchesonvehicle-bridgecouplingvibration

7、simulationareofgreatsignificance．SupportedbytheNationalNaturalScienceFundProject(NO．5178471，NO．51322808)，thisthesissummarizedthetheoriesandmethodologiesofvehicle-bridgecouplingvibration，andthenconduct