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高速铁路路基空间时变耦合系统动力分析模型及其应用研究

专 业: 铁道工程
关键词: 高速铁路 路基 动力模型 合理刚度
分类号: U211.3  U238
形 态: 共 153 页 约 100,215 个字 约 4.794 M内容
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内容摘要


该文中针对国内外现有分析模型对路基过份简化、考虑因素单一,尤其是不能解决路基动力响应特性的场分布等缺陷,按照大系统的观点建立了一个满足高速铁路路基动力分析需要的路基/轨道/车辆系统空间时变耦合动力分析模型,并运用该模型对高速铁路路基几个重要问题进行了较系统的研究与分析。

对路基/轨道/车辆系统模型参数的识别与确定进行了论述,并对模型进行了较详细的比较与验证,从而说明了模型的正确与合理性。

对高低不平顺作用下路基/轨道/车辆系统的动力响应进行了计算分析。

对路基刚度局部不平进行了动态仿真分析,研究了路基刚度局部不平顺单独作用下,不平顺长度、不平顺指数以及行车速度对车辆各部振动加速度、动轮载以及路基动变形、加速度和动应力等的影响。

设计实施了高速铁路不同厚度基床表层结构动态大模型试验,研究了级配碎石基床表层厚度对路基动力特性的影响……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 绪论
1.1引言
1.2高速铁路路基研究现状
1.2.1高速铁路路基系统匹配问题
1.2.2高速铁路线路结构及路基设计断面
1.2.3高速铁路路基变形分析及其控制
1.2.4路基土体动力强度与疲劳特性问题
1.2.5路基动态响应及动应力分析
1.2.6轨下基础刚度不平顺问题
1.2.7路基动力计算模型
1.3本文主要研究工作
第2章 路基/轨道/车辆系统空间耦合振动模型
2.1概述
2.2建模思路
2.2.1空间系统
2.2.2时变系统
2.2.3耦合系统
2.2.4无限边界的模拟
2.2.5路基/轨道/车辆系统模型及其实现
2.3路基/轨道/车辆系统车辆动力学模型
2.4路基/轨道/车辆系统钢轨动力学模型
2.5路基/轨道/车辆系统轨枕动力学模型
2.6路基/轨道/车辆系统路基动力学模型
2.7各种单元的耦合处理
2.8路基/轨道/车辆系统振动激励
第3章 耦合系统振动方程建立与求解
3.1系统方程建立思路及自由度
3.1.1系统动力学势能及一阶变分
3.1.2系统整体坐标系及模型自由度
3.2路基空间有限单元的质量、刚度和阻尼矩阵
3.3钢轨点支承等截面有限梁单元质量和刚度矩阵
3.4轨枕梁单元的质量和刚度矩阵
3.5空间车辆模型的质量、刚度和阻尼矩阵
3.6钢轨无限梁单元及路基空间无限元
3.6.1一维无限元映射函数
3.6.2钢轨连续支承无限梁单元质量、刚度和阻尼矩阵
3.6.3三维8结点无限元的质量、刚度和阻尼矩阵
3.7各种单元的耦合处理及其应变能的一阶变分
3.8程序实现
3.8.1存贮格式
3.8.2内部自由度凝聚与恢复
3.8.3积分方法选择
3.8.4程序主体结构和程序功能
第4章 路基/轨道/车辆系统计算参数及模型验证
4.1路基刚度
4.2模型计算参数选择
4.2.1基本结构参数
4.2.2积分时间步长
4.2.3模型计算长度
4.3模型校验
第5章 高低不平顺条件下路基/轨道/车辆系统振动
5.1概述
5.2谐波不平顺与系统振动
5.3谐波不平顺影响分析
5.3.1不平顺波长
5.3.2不平顺波深
5.4高低不平顺条件下行车速度影响分析
5.5本章小结
第6章 路基刚度局部不平顺条件下路基/轨道/车辆系统振动
6.1概述
6.2路基刚度局部不平顺分析
6.3轨面谐波不平顺与路基刚度不平顺耦合影响分析
6.4路基刚度局部不平顺条件下行车速度影响分析
6.5本章结论
第7章 高速铁路路基结构动力分析与设计
7.1前言
7.2基床表层不同厚度动态大模型试验及分析
7.2.1动态模型试验设计及概况
7.2.2动应力
7.2.3动变形
7.2.4级配碎石合理厚度的确定
7.3基床表层刚度影响分析
7.4基床底层刚度及路堤下部刚度影响分析
7.5本章小结
结论及展望
参考文献

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中图分类: > U211.3 > 交通运输 > 铁路运输 > 铁路线路工程 > 线路理论
其他分类: > U238 > 交通运输 > 铁路运输 > 特种铁路 > 高速铁路

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