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题名横风环境下跨海大桥列车-桥梁系统耦合振动仿真研究
被引量：12
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作者
崔圣爱
刘品
晏先娇
符飞
祝兵
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机构
西南交通大学土木工程学院
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出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期93-101,共9页
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基金
国家自然科学基金(U1834207,51678492)
西南交通大学博士研究生创新基金(D-CX201806)。
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文摘
基于计算流体力学及弹性体在多体系统中的耦合理论,将计算流体力学、多体系统动力学及有限元结合起来,构建横风环境中列车-桥梁系统耦合振动的仿真平台,并以平潭海峡大小练岛水道斜拉桥为研究对象开展研究。列车-桥梁系统的气动模型构建采用局部动态层网格方法,计算列车-桥梁系统在不同风速和车速下的气动荷载。基于有限元方法和多体系统动力学方法建立列车-桥梁系统多体动力学模型,以时间激励方式施加气动荷载,仿真计算双线会车时不同风速和车速工况下列车-桥梁耦合系统的动力响应。研究结果表明:(1)随着风速的增大,桥梁主跨跨中竖向位移变化很小,而跨中横向位移显著增大,跨中竖向和横向振动加速度亦明显增大。风速和车速分别在30 m/s与300 km/h以内时,桥梁的挠度和振动加速度均能满足要求。(2)横风环境下列车在桥梁上运行时,头车的动力特性最为不利。随着风速和车速的增大,车辆的动力学指标均呈增大趋势。(3)列车行至桥梁跨中时轮重减载率出现最大值,两车交会时车体横向加速度发生突变且出现最大值,部分动力学指标不满足要求。(4)双线会车时,风速在10、20、30 m/s时的临界安全车速分别为296、256、147 km/h,临界舒适车速分别为166、150、106 km/h。
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关键词
横风
计算流体力学
多体动力学
联合仿真
车桥耦合振动
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Keywords
crosswind
computational fluid mechanics
multi-body dynamics
co-simulation
train-bridge coupled vibration
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分类号
TP391.9
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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