湖南省自然科学基金(13JJ5007)
- 作品数：7 被引量：84H指数：6
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- 横风作用下货物列车通过大跨度铁路斜拉桥的走行安全性研究被引量：16
- 2016年
- 根据弹性系统动力学总势能不变的原理,以轨道不平顺作为自激励、风荷载作为外部激励,建立考虑风荷载作用的车—桥系统耦合振动方程,对横风作用下满载和空载2种运营工况下货物列车通过大跨度铁路斜拉桥时的走行安全性进行研究。结果表明:在桥面风速为25m·s-1情况下,当车速低于100km·h-1时满载货物列车的脱轨系数和轮重减载率均未超标,而车速高于40km·h-1时空载货物列车的脱轨系数和轮重减载率均超标;相对于满载工况,空载工况下桥梁与列车的动力响应受车速和桥面风速的影响较大,而受列车在桥面迎、背风位置的影响较小;在横风作用下,货物列车通过大跨度铁路斜拉桥时,空载工况的车辆响应明显大于满载工况,因此货物列车以空载状态通过大跨度铁路斜拉桥时应根据桥面风速合理降低车速。
- 郭向荣何玮朱志辉何旭辉
- 关键词：货物列车大跨度斜拉桥横风作用动力响应
- 多种垂向轮轨关系的对比及改进的车-线-桥系统迭代模型的建立被引量：20
- 2017年
- 对比分析非线性赫兹接触、线性赫兹接触、刚性接触这3种轮轨接触模型对车-线-桥垂向耦合系统动力分析结果的影响,并建立改进的车-线-桥耦合系统迭代计算模型。车辆模型采用多体系统动力学建立,轨道-桥梁模型采用有限元方法建立,根据不同的轮轨接触模型,建立相应的轮轨力计算公式,并采用分离迭代法计算耦合系统振动响应。在数值算例中,以高速列车通过5跨简支梁桥为计算背景,对不同轮轨接触模型的仿真计算结果进行对比分析。针对传统车-线-桥耦合系统迭代计算模型计算效率低的问题,建立改进的迭代计算模型。研究结果表明:线性赫兹接触模型与非线性赫兹接触模型得到的车体加速度、轮轨力、钢轨和桥梁的位移和加速度均较吻合,但前者的计算效率较低;忽略轮对惯性力的刚性接触模型无法得到准确的钢轨和桥梁加速度;改进模型通过建立包含轮轨接触弹簧的车辆模型来提高车辆子系统的迭代稳定性,其计算效率比传统模型提高近7倍;为保证计算结果的准确性,车-线-桥耦合振动计算中应考虑时间步内的迭代计算。
- 朱志辉王力东龚威余志武蔡成标
- 关键词：赫兹接触迭代模型
- 车致“站桥合一”大型客站的振动响应被引量：6
- 2016年
- 针对高速列车通过"站桥合一"客站所引起的客站振动问题,探讨车致客站振动响应特点、车致振动传播规律和客站振动主要影响因素。首先,以天津西站站房结构为例,利用自主开发的计算分析软件TRBF-DYNA建立"站桥合一"客站的列车-轨道-客站耦合系统空间整体动力学数值模型,分别采用多刚体动力学方法建立31自由度车辆模型,采用三维有限元方法建立轨道-客站系统模型,采用可分离式的非线性赫兹接触模型模拟轮轨接触。最后,对不同工况下列车-轨道-客站耦合振动进行分析。研究结果表明:客站以竖向振动为主,沿着与线路垂直方向和楼层高度方向,车致振动在传播的过程中快速衰减;客站动力响应及列车行车安全性指标符合规范要求,表明我国现行"站桥合一"大型客站结构设计安全度较高。
- 朱志辉王力东官斌余志武郭向荣
- 关键词：客站高速列车动力响应轮轨接触无砟轨道
- 列车—“站桥合一”大型客运站耦合振动响应分析被引量：14
- 2014年
- 为研究列车高速通过"站桥合一"大型复杂客运站时所引起的结构振动问题,以天津西站为例,利用自主开发的TRBF-DYNA软件开展列车—客运站耦合系统振动响应研究。分别采用有限元法建立轨道—客运站整体三维模型、采用多刚体动力学方法建立31个自由度的车辆模型,应用非线性赫兹接触理论模拟轮轨之间可分离的接触关系,对客运站结构进行模态分析以及高速行车条件下的列车—客运站耦合振动响应分析。结果表明:客运站的轨道层刚度满足要求,自振频率大于规范规定的最低限值;客运站结构的振动受列车竖向动力荷载控制,并以竖向振动为主;沿客运站结构高度方向,轨道层的振动响应最大,高架层次之,屋顶层最小;轨道层及高架层的振动响应随着测点距线路水平距离的增加而快速衰减;在车致振动从钢轨向客运站结构的传递过程中,无砟轨道结构可以起到很好的减振作用,可有效降低列车对轨道层的冲击作用;客运站结构的动力响应及列车行车安全性指标符合规范要求,天津西站的结构设计安全,具有较高的安全储备。
- 朱志辉官斌余志武郭向荣
- 关键词：列车动力响应轮轨接触无砟轨道
- 轨道不平顺短波分量对列车-简支梁桥耦合振动的影响被引量：12
- 2016年
- 轨道不平顺作为车-桥耦合振动的主要激励源,直接影响桥梁及高速列车运行的安全性和舒适性.为研究轨道不平顺中短波分量对列车-简支梁桥耦合系统动力响应的影响规律,以高速铁路32m简支箱梁为例,采用德国高速低干扰轨道不平顺谱生成轨道不平顺样本,建立了列车-轨道-桥梁耦合系统空间动力学分析模型.对比分析了5种不同最短截止波长的轨道不平顺样本对耦合系统振动响应的影响规律.研究结果表明：轨道不平顺样本中1m左右的短波长分量会显著增加轮轨力、轮重减载率、脱轨系数和桥梁跨中加速度,但对桥梁跨中位移、轮轨偏移量和车辆振动加速度的影响较小;1~2m的短波长成分是引起轮重减载率超标的主要因素,减少轨道不平顺中1~2m的短波长分量可以有效提高列车行车安全性指标.
- 朱志辉王力东杨乐余志武
- 关键词：高速铁路轨道不平顺动力响应车桥耦合系统轮重减载率
- 卸索期间列车—斜拉桥耦合动力响应分析被引量：5
- 2015年
- 以沪昆高速铁路长沙段三跨(112+80+32)m独塔斜拉桥为研究对象,利用自主研发的车桥耦合振动分析软件TRBF-DYNA开展斜拉桥维修卸索施工期间的桥梁动力响应及列车走行性分析。采用多刚体动力学方法建立31个自由度的车辆模型,采用有限元方法建立轨道—斜拉桥模型,轮轨间竖向采用Hertz非线性接触模拟,横向采用蠕滑理论模拟。分析结果表明:卸索对桥梁刚度的影响不大,对桥梁自振频率的影响在5%以内;卸索期间车致桥梁振动响应略有增加,其中桥面主跨竖向振动位移最大增加了10.8%,但其他参数增幅较小;桥塔以纵向振动为主,不同卸索工况对桥塔纵向振动影响显著;各卸索工况主要影响车辆竖向加速度,对列车其他运行安全性指标影响较小;在卸索期间,列车的行车安全性和平稳性指标均满足规范要求。
- 朱志辉王小飞吕连兵戴公连程玉莹
- 关键词：斜拉桥行车安全性高速铁路
- 96m钢箱系杆拱桥动力响应及行车安全性分析被引量：19
- 2013年
- 采用有限元方法建立轨道—桥梁三维空间模型,采用多刚体动力学方法建立31个自由度车辆模型,应用非线性赫兹接触模拟轮轨之间可分离的接触关系,根据轮轨间的位移协调条件建立车—线—桥耦合系统动力方程。采用显示积分与隐式积分相结合的数值积分方法分别求解车辆和桥梁的动力方程,然后进行耦合系统动力响应分析。运用该方法对京沪高速铁路某四线96m跨度钢箱系杆拱桥的动力响应及行车安全性能进行分析。结果表明:该大跨度钢箱系杆拱桥拥有足够的竖向和横向刚度,满足动力特性和列车走行性的各项指标要求;车体振动加速度、脱轨系数和横向轮轨力符合规范要求。针对我国现行规范规定的准静态轮重减载率在评判高速列车运行安全性时偏于保守的问题,建议综合考虑动态轮重减载率、轮重减载率超限持续时间以及轮重减载率超越概率等多项指标,对列车运行的安全性进行综合判断。
- 朱志辉朱玉龙余志武郭向荣
- 关键词：钢箱系杆拱桥大跨度动力响应行车安全轮重减载率高速铁路
