基于ANSYS和SIMPACK联合仿真的大跨钢箱提篮拱桥车-桥耦合振动分析

论文摘要

为高效求解高速铁路大跨钢箱提篮拱桥车-桥耦合振动特性,并考虑列车系统弹簧阻尼系与轮轨接触的非线性特征,充分利用ANSYS和SIMAPCK软件平台各自优势,提出了一套可高效求解复杂车桥耦合系统的分析方法。该方法利用ANSYS作为前处理,建立大跨钢箱提篮拱桥精细化有限元模型,运行Lanczos法进行模态分析,再利用HBMAT命令提取桥梁关键模态信息作为关键输入文件,而列车与轮轨接触在SIMPACK平台构建。通过SIMAPCK读取ANSYS输入的关键数据文件,建立车桥耦合分析的动力学模型。运用SIMPACK中的有限元接口模块（Flex Modal）构建一个质量可以忽略的虚刚体实现列车与桥梁的耦合。最后,以实测南广（南宁—广州）铁路西江特大桥动力响应数据为分析样本,通过计算值与实测值的对比,验证提出的方法的可靠性。结果表明:基于ANSYS和SIMPACK的联合仿真是开展车-桥耦合振动研究的有效方法;由轨道不平顺或轮对蛇行运动引起的周期性激励可能引发横向共振,而发生竖向共振的可能性较小;桥梁结构横向振幅由于受车辆偏载影响较大,单线行车的横向振幅大于双线行车;受激励频率的影响,竖向舒适度指标和加速度可能不随车速单调递增;脱轨系数、轮重减载率、竖向舒适度指标和加速度受活载导致的竖向振动影响较大,而横向舒适度指标和加速度则受偏载效应影响较大。研究结果可为类似桥梁的动力设计提供参考。

论文目录

• 0 引 言
• 1 试验方法
•   1.1 桥梁概况
•   1.2 测试系统
•   1.3 测试工况
• 2 仿真模型的建立
•   2.1 车辆多体系统动力学模型
•   2.2 桥梁有限元模型
•   2.3 交互式车-桥耦合模型
• 3 车桥动力响应结果与分析
•   3.1 仿真分析与现场实测对比
•   3.2 耦合振动效应仿真分析结果
• 4 结 语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 黄永明,何旭辉,邹云峰,史康,左太辉,李玲瑶

关键词: 桥梁工程,钢箱提篮拱桥,耦合振动,联合仿真,多体动力学,现场实测

来源: 长安大学学报(自然科学版) 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 中南大学土木工程学院,中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室,招商局重庆交通科研设计院有限公司

基金: 国家自然科学基金项目(51508580,U1534206,51508574,51708202),国家重点研发计划项目(2017YFB1201204),湖南省自然科学基金项目(2016JJ3149)

分类号: U441.3

DOI: 10.19721/j.cnki.1671-8879.2019.05.008

页码: 68-77

总页数: 10

文件大小: 3115K

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