铁路车辆轨道系统冲击载荷响应的数值分析

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1、太原理工大学硕士学位论文铁路车辆/轨道系统冲击载荷响应的数值分析姓名：李志强申请学位级别：硕士专业：固体力学指导教师：赵隆茂2003.5.1太原理工大学硕士学位论文摘要随着计算机的迅猛发展，数值模拟已成为分析和解决工程实际问题的一种必不可少的手段。特别是近年来，有限元法以方便、快捷、精度高、周期短、适应性广等优点在工程中得到了越来越广泛的应用。然而，有限元法在机车车辆／轨道系统耦合动力学中的应用仍处于起步阶段。为了克服传统多刚体系统动力学研究方法在建模及计算方面的局限性，比较真实地反映车辆／轨道系统的相互作用和相匣影响。本文采用FEMB前后处理程序建立了车辆／轨道耦合系

2、统的有限元模型，利用LS—DYNA3D非线性动力分析程序来研究车辆／轨道系统冲r旨动力响应问题，试图将其先进技术深入地应用到车辆／轨道大系统的其它领域．探讨一些传统研究方法难以解决的问题。车辆与轨道的动念相互作用问题．是铁路轮轨接触式运输系统中最基本的问题，它直接制约着铁路运营速度的提高和运载重量的增加。本文在建立车辆／轨道系统有限元模型的基(：}}{卜，着重对车辆通过轨道接头处引起的冲击问题进行了计算机模拟，并与乍辆／轨道系统现场实验测得的数据进行了对比，验证了有限元模型的正确性，进一步分析了轨道系统的动念响应，为提高车辆／轨道系统的动态性能提侈}有价值的数据。本文的

3、研究表明，利用有限元法的思想来研究车辆／轨道耦合动力学问题是可行的，它还具有其他传统方泄：厄”J比拟的优越性，并具有十分重要的应用价值。关键词乍辆一轨道耦合动力学、：r㈦i、计罐机模拟、LS—DYNA3D、仃限兀：上叁星圣三垄童鹜主兰垒垒耋ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofcomputers，numericalsimulationisbeingaecessaryapproachtoanalyzeandsolveenginee峥problems·FEM(finitelementmethod)isbeingmoreandmoreextensi

4、velyusedduetotheadvantagefconvenience，highprecision．shortcyclesandbroadsuitlastyears．However，leapplicationofFEMinSCDOV／T(SystemCouplingDynamicsof7chicle／Track)isstillatitsinitialstage．Toovercomethelimitationofthe)nventionalmulti·rigidsystemdynamicsinmodelingVehicle／Tracksystemsadcalculat

5、ingtheirinteraction，andtotrulypresenttheinteractionandItereffectVehicle／Tracks，stems。Vehicle／TrackCouplingSystemmodelisailtbyusingFEMBPre／PostProcesscodeinthispaper．TheproblemsarelalyzedbyusingstructurenonlineardynamicresponseanalysiscodeLS—YNA3D，theadvancetechniquesofFEMisintroducedmore

6、extensivelyand．'eplyintotheotherfieldsofSCDOV／Tanalysistosolvesomedifficultoblemsfacedbytraditionalmethods．Thedynamicinteractionbetweenvehicleandtrackisoneoffundamentaloblemsamongrailwaywheel／railcontacttransportingsystem，itdirectly·nstrainstheincreaseofrailwayrunningspeedandload-carryin

7、g．Thepaperesentsthecomputersimulationonthewheel／railimpactresponseataraiint．Theresultsofthesimulationarecomparedwiththatoftheperiment．andthemodelisvalidated．ThevaluabledataforimprovingthenamicpeffmillallceofSCDOV／Tisprovided．．TilestudyinthispapershowsthatSCDOV／Tproblemsca