国家自然科学基金(51208027)
- 作品数：7 被引量：46H指数：5
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- 考虑桩土相互作用的车桥耦合动力分析被引量：11
- 2018年
- 研究了桩土动力相互作用对车桥耦合系统动力响应的影响。基于子结构方法,将完整的列车-桥梁-桩基础-地基相互作用模型分解为列车-桥梁相互作用子系统和桩基础-地基相互作用子系统,分别建立两个子系统的运动方程。在建立桩基础-地基相互作用子系统的运动方程时,为了考虑该系统的频率相关性,通过连续时间有理近似将频域内的阻抗函数转化至时域内,并用一个高阶弹簧-阻尼-质量模型模拟。通过迭代计算得到两个子系统的动力响应。以一列8节编组的客车通过5跨简支梁为算例,研究了桩土相互作用对车桥耦合系统动力响应的影响。研究结果表明,考虑桩土相互作用以后,车桥耦合系统动力响应有所增加,在今后的分析中应充分考虑该因素的影响以获得偏于安全的计算结果。
- 乔宏夏禾杜宪亭
- 关键词：车桥耦合系统动力分析桩土相互作用迭代求解
- 基于精细Runge-Kutta混合积分法的车桥耦合振动非迭代求解算法被引量：11
- 2013年
- 针对结构非线性问题,采用4阶Runge-Kutta法展开精细积分法中响应状态方程的Duhamel项,构造了一种既可以避免迭代又具有较高精度的精细Runge-Kutta混合积分方法,在此基础上提出了适用于车桥耦合振动高效求解的分析框架。车桥耦合系统由车辆、桥梁子系统组成,均采用有限元建模,其中车辆子系统采用部件刚体假定,而桥梁子系统借助于振型叠加法缩减自由度数目;两个子系统内部非线性作用以及系统间的相互作用通过非线性的虚拟力表达。以一节4轴客车匀速通过32m简支梁为研究对象,分别采用分析框架法、Runge-Kutta法进行动力分析。数值结果对比表明:相对于Runge-Kutta法,精细Runge-Kutta混合法能够显著提高计算收敛的积分步长;分析框架可以应用到实际工程中。
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- 关键词：车桥系统动力相互作用精细积分法RUNGE-KUTTA法振型叠加法
- 考虑地形条件影响的车桥耦合系统地震响应分析被引量：3
- 2015年
- 研究局部地形条件对地震作用下车桥耦合系统动力响应的影响。依据黏弹性边界理论,利用ANSYS建立了可以考虑局部地形条件的三维场地模型,并通过将输入地震动转化为作用于人工边界上的等效荷载来实现波动输入,得到考虑地形影响之后的桥梁各支点地震动时程曲线。将地震激励以速度时程和位移时程形式作用到结构上,编制计算程序,进行多点地震激励作用下的车桥耦合分析。以列车通过总长480 m的实际桥梁为算例,对考虑局部地形影响的车桥耦合系统地震响应进行了仿真分析。结果表明:考虑地形影响后,地震作用下桥梁和车辆的动力响应在峰值大小和峰值出现时间上均发生了改变,且其变化规律随桥梁所处的地形类型的不同而有所差别,说明进行车桥耦合系统地震响应分析时考虑局部地形影响的必要性。
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- 关键词：车桥耦合系统动力分析地震作用地形效应
- 地震动斜入射对车桥系统地震响应的影响被引量：11
- 2019年
- 为了研究山区地形条件及地震动斜入射对车桥系统地震响应的影响,本文基于粘弹性边界理论,建立了地震剪切波斜入射条件下的局部场地模型。通过将输入地震动转化为人工边界上的等效荷载,获得考虑地形条件和入射角度影响的地震动时程,编制程序获得车桥系统的动力响应,并以列车通过实际桥梁为算例进行了分析。研究结果表明:局部地形条件对车桥系统地震响应的影响不可忽视,否则会导致计算结果偏于不安全;地震剪切波入射角度对车桥系统地震响应的峰值及其出现时间均有影响,只研究地震剪切波垂直入射的情况并不全面,应综合考虑各个角度以确定最不利情况。
- 乔宏乔宏夏禾
- 关键词：车桥耦合振动动力分析地震地形效应粘弹性人工边界
- 地震作用下结构拟静力分量对车桥系统动力响应的影响分析被引量：7
- 2016年
- 在地震易发区域当地震发生时桥上正行驶列车的概率越来越大,然而地震作用下结构拟静力分量对于车桥系统动力响应影响的研究不足。将桥梁、车辆分别简化为等截面简支梁、簧上质量系统,建立耦合振动系统在多点地震作用下运动方程,将桥梁结构动力响应分解,推导出拟静力分量影响的精确表达式。在此基础上,给出耦合振动系统求解流程。以簧上质量系统通过32 m简支梁遭遇地震作用为例,进行结构拟静力分量影响规律研究。分析结果表明:1地震作用下车桥耦合振动分析考虑结构拟静力分量的影响需要输入地震位移、速度、加速度时程;2相对于桥梁子系统,结构拟静力分量对簧上质量系统影响较大,最大到16%,且该影响对于车速更加敏感;3忽略结构拟静力分量可能造成车桥动力分析结果出现较大偏差,这与结构抗震分析显著不同。
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- 关键词：车桥系统地震动伯努利
- 基于改进高斯精细积分法的车桥耦合振动分析框架被引量：4
- 2013年
- 假定任一时刻的位移可以根据其相邻时间步上的运动状态由Hermite插值函数确定,采用3节点高斯积分方法展开精细积分法中状态方程的Duhamel项,构造了一种改进的高斯精细积分算法用于求解结构非线性问题,在此基础上,提出了适用于车桥耦合振动研究的高效求解分析框架。车桥耦合系统由车辆、桥梁有限元子系统组成,其中车辆子系统引入部件刚体假定,而桥梁子系统借助于振型叠加法缩减自由度数目,两个子系统间的相互作用通过非线性的虚拟力表达。以一节4轴客车匀速通过32m简支梁为研究对象,分别采用所提出的分析框架、传统Newmark-β法进行动力分析。结果表明:相对于Newmark-β法,高斯精细积分方法既能避免求解线性方程组,又可显著提高计算收敛的积分步长,分析框架显示出良好的实用效果。
- 杜宪亭夏禾李慧乐崔堃鹏
- 关键词：车桥耦合系统动力分析精细积分法高斯积分法振型叠加法
- 基于Duhamel积分的车桥耦合动力分析方法被引量：6
- 2014年
- 为了缩短求解车桥耦合系统动力响应的计算时间,利用振型分解法对车桥耦合系统的桥梁子系统和车辆子系统解耦,假定在每一时间步长内车桥相互作用力线性变化,借助Duhamel积分解析解,通过迭代得到系统的动力响应,提出了一种新型的车桥耦合动力分析方法.以一节四轴客车匀速通过32 m简支梁为例进行了实验研究,结果表明：本文方法得到的车桥耦合系统的动力响应结果与Newmark-β方法的结果接近,各极值点相对误差均不超过1%;在保证相同的计算精度前提下,本文方法将积分步长提高至原来的5~10倍,提高了求解速度.
- 乔宏夏禾杜宪亭
- 关键词：车桥耦合系统动力分析振型分解法
