车-桥耦合系统的近似分析方法研究
高铁时代的来临，使得车桥动力耦合分析愈加重要。目前对于车体通过桥梁的动力响应问题，通常是将车辆和桥梁结构耦合为一个系统，同时进行分析，但庞大的矩阵运算会大幅降低计算效率。
随着车辆设计和制造技术的进步以及铝合金等轻型材料的应用，使得车体质量不断降低。在此背景下，本文基于车辆质量远小于桥梁质量，提出一种近似方法用以计算车-桥耦合系统的动力响应。首先，将车-桥耦合方程分解为两个部分，忽略移动车辆作用在桥梁上的惯性力荷载，只剩下移动荷载。其次，计算出桥梁在移动力作用下的动力响应，并把此响应作为车体动力响应的激励源，反馈给车体，从而计算出车体的响应，本文将此近似方法称为拟“车-桥耦合系统”的动态近似分析法。
接着本文从数值计算的角度，采用Matlab编程并与传统车桥耦合系统的精确数值解进行对比，验证了轻车过重桥情况下本文方法的可行性。此外，本文提出了耦合度的概念和物理定义，并从车桥耦合度的角度探讨了车-桥质量比、不平整度、桥梁阻尼等因素对于本文方法适用范围的影响。
最后，在前文研究的基础上，考虑多车厢列车模型，对简支梁承受多个移动悬吊质量系统的情况做了进一步的探讨。通过数值算例验证了在此种情况下，本文建议方法依然具有可行性。
通过分析表明，本文方法在轻车重桥情况下具有很高的计算精度，且能避免传统车桥耦合系统的庞大运算量，不失为实际工程的一种简单且有效的仿真。
车辆;桥梁;耦合系统;近似分析法;动力反馈;数值计算
浙江大学
硕士
桥梁与隧道工程
叶贵如
2012
中文
U441
70
2012-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）