列车-桥梁耦合系统共振分析

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1、中国列车■桥梁耦合系统共振分析肖新强，陈锐林，曹素功，唐璋，唐世江，胡洪波(湘潭大学土木工程与力学学院，湖南湘潭411105)摘要：为了更加准确分析车桥系统Z间的相互作用，运用模态综合法推导岀车桥系统动力平衡方程，通过Matlab强大的数据处理功能，采用直接积分法Newmark-卩进行求解。基于ANSYS强人的前后处理器进行桥梁的建模和振型分析，最后将乍辆数据和耦合方程的求解进行导入分析，对车桥耦合系统共振进行分析。并用算例进行验证，対所得结果进行分析比较，为车桥振动提供了某种研究途径和分析方法，对工程界用于分析车桥系统振动问题提供了参考。关键词：车桥耦合；共振；Matlab；ANSYS中

2、图分类号：U441+.2Analysisoftrain-bridgecouplingsystemresonanceXIAOXinqiang,CHENRuilin,CAOSugong,TANGZhang,TANGShijiang,HUHongbo(CollegeofCivilEngineeringandMechanics,XiangtanUniversity,HuNanXiangTan411105)Abstract:Inordertoanalyzetheinteractionbetweenthetrain-bridgecouplingsystemmoreaccurately,theuseof

3、modalsynthesismethoddeducedtrain-bridgecouplingsystemdynamicequilibriumequationothepowerfuldataprocessingcapabilitiesofMatlab,usingthedirectintegrationmethodNcwmark-ptosolveit.BasedonANSYSpowerfulprocessorsaroundthebridgemodelingandmodalanalysis,andfinallythevehicledataandthecoupledequationsforimp

4、ortanalysis,thetrain-bridgecouplingsystemresonanceanalysis・anumericalexamplewastobeverified,andtheobtainedresultswereanalyzedandcompared，让providessomeavenuesofresearchandanalysismethodsforthetrain-bridgecouplingvibration,itprovidesareferenceforengineeringsystemstoanalysistheproblemoftrain-bridgeco

5、uplingvibration.Keywords:train-bridgecoupling;resonance;Matlab;ANSYS0引言伴随着交通科技的「I益发达和「I益增长的交通运输需要，中国铁路经历过6次列车提速后，列车速度已经得到了极大的提高。-•俩车高速通过一桥跨的时间大大缩短，使桥上列车荷载的作用频率大大提高，对于车桥系统⑴來说，其荷载是运动的列车，当列车速度改变时，加载频率就会发生变化。列不速度达到某一特定的值，加载频率就会接近桥跨结构或车辆的自振频率，从而引起共振［2,3］。由于年桥耦合问题的复杂性，越來越多的研究者开始应用编写专门的计算程序來实现。梁玉红⑷借助FORT

6、RAN语言编写车辆动力求解程序，并将其作为ANSYS外部命令调川，实现列不过桥整个过程的动力响应分析；杨建荣⑸等利用ANSYS建立桥梁的有限元模型，并自主研发程序VBDIP(VehicleBridgeDynamicInteractionProgram),对车桥耦合振动问题基金项目：教育部高等学校廊士学科点专项科研基金(20104301120004)；教育部科学技术重点项目(211127)；湖南省自然科学基金项目(10JJ6077)；湖南省科技厅一般项目(2010RS4020)：湖南省教育厅优秀青年项目(10B105):湖南省优秀博士论文奖励专项基金(YB2011B031):第49批中国博士

7、后科学研究基金(20110491260)作者简介：肖新強，(1988-),男，湖南涟源人，助教，湘潭人学结构工程专业硕士研究生。主要研究方向：道路与桥梁工程，车桥系统。E-mail：522820199@qq.com通信联系人：陈锐林，(1971・)，男，副教授，博上后，湘潭大学结构工程专业硕导。主要研究方向：(高速)列车-桥梁-风时变系统动力学分析及其应用、强风作用下列车脱轨分析、桥梁结构设计理论与方法、结构动力学、计算