地鐵車輛 軌道耦合動力學解析方法：直線 and 曲線、勻速 and 變速

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 軌道交通環(huán)境微振動 1
1.2 車輛-軌道耦合動力學在交通環(huán)境影響分析中的特點 2
1.3 車輛-軌道耦合動力學研究的發(fā)展 3
1.3.1 車輛與軌道相互作用研究歷史回顧 4
1.3.2 列車曲線運行的輪軌相互作用研究 12
1.3.3 列車加減速運行車輛-軌道耦合動力響應(yīng)研究 16
1.4 北京交通大學軌道減振與控制課題組研究進展 17
第2章 軌道系統(tǒng)動力學頻域解析 19
2.1 線性系統(tǒng)動力響應(yīng)的基本表達 19
2.1.1 脈沖響應(yīng)函數(shù) 19
2.1.2 系統(tǒng)動力響應(yīng)的Duhamel積分 20
2.1.3 傳遞函數(shù) 21
2.1.4 響函 22
2.1.5 固定激勵下的頻率響應(yīng) 23
2.1.6 移動激勵的頻率響應(yīng) 24
2.1.7 簡諧移動激勵響應(yīng)函數(shù) 25
2.1.8 移動簡諧荷載作用下周期結(jié)構(gòu)響應(yīng)傳遞特性 26
2.2 軌道模型解析的頻響傳遞矩陣方法 28
2.2.1 軌道結(jié)構(gòu)的力學模型 28
2.2.2 移動荷載下軌梁動力響應(yīng)的廣義Duhamel積分法 30
2.2.3 移動荷載下周期結(jié)構(gòu)的響應(yīng) 31
2.2.4 軌道結(jié)構(gòu)的頻響傳遞矩陣 33
2.3 移動簡諧荷載作用下軌道結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的求解 43
2.4 案例解析 48
2.4.1 固定點脈沖荷載下的軌道頻響函數(shù) 48
2.4.2 勻速移動荷載作用下的動力響應(yīng)解析 51
2.4.3 移動簡諧荷載作用下軌道結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析 52
第3章 車輛-軌道動力耦合頻域解析模型 56
3.1 車輛動力學方程 56
3.2 輪軌接觸點的軌梁柔度矩陣 59
3.3 普通道床軌道鋼軌上輪軌接觸點柔度矩陣的求解 60
3.4 軌道不平順 63
3.5 車輛-軌道的耦合及系統(tǒng)響應(yīng)的求解 67
3.5.1 輪軌接觸耦合 67
3.5.2 總輪軌力的求解 68
3.5.3 車輛動力響應(yīng)的求解 69
3.5.4 軌道動力響應(yīng)的求解 69
3.6 軌下基礎(chǔ)振動力的求解 71
3.7 模型驗證 73
3.8 基于無限-周期結(jié)構(gòu)理論的車輛-軌道耦合動力分析軟件簡介 76
3.8.1 軟件計算步驟 78
3.8.2 軟件典型計算結(jié)果 78
3.9 案例分析 79
3.9.1 軌梁柔度系數(shù) 80
3.9.2 準靜態(tài)軸重作用下軌道結(jié)構(gòu)振動響應(yīng) 83
3.9.3 諧波不平順輸人下軌道結(jié)構(gòu)振動響應(yīng) 84
3.9.4 隨機不平順輸人下車輛-軌道耦合體系的響應(yīng) 85
第4章 浮置板軌道車輛-軌道耦合頻域解析模型 88
4.1 軌道 88
4.2 浮置板軌道動力響應(yīng)的模態(tài)疊加法 88
4.2.1 驗證 92
4.2.2 模型的收斂特性及移動簡諧荷載作用下的軌道響應(yīng) 93
4.3 列車-浮置板軌道頻域動力耦合模型 99
4.3.1 車輛-軌道動力耦合模型的建立及求解基本思路 99
4.3.2 軌道軌柔度矩陣 100
4.4 列車-浮置板軌道動力相互作用仿真軟件簡介 102
4.4.1 軟件概述 102
4.4.2 軟件計算步驟及流程圖 103
4.4.3 軟件典型計算結(jié)果 104
4.5 案例分析 105
4.5.1 計算模型參數(shù) 105
4.5.2 浮置板軌道車輛-軌道耦合系統(tǒng)的動力分析 105
4.5.3 軌梁柔度系數(shù)的討論 107
4.5.4 準靜態(tài)軸重作用下軌道結(jié)構(gòu)振動響應(yīng) 109
4.5.5 諧波不平順輸人下軌道結(jié)構(gòu)振動響應(yīng) 111
4.5.6 隨機不平順輸人下車輛-浮置板軌道耦合體系的響應(yīng) 112
第5章 曲線軌道車輛-軌道耦合頻域解析模型 117
5.1 曲經(jīng)軌道車輛-軌道耦合頻域解析模型的建立及求解思路 117
5.2 曲線梁靜力平衡方程 118
5.3 基于Euler-Bemoulli梁模型的曲線軌梁動力響應(yīng)求解 120
5.3.1 曲線軌梁動力學平衡方程 120
5.3.2 曲線軌道軌梁動力響應(yīng)頻域數(shù)學模態(tài)疊加法 122
5.3.3 移動簡諧荷載作用下曲線軌梁動力響應(yīng)求解 123
5.4 基于Timoshenko梁模型的曲線軌梁動力響應(yīng)求解 127
5.5 車輛及動力方 134
5.5.1 物理模型 134
5.5.2 車輛運動方程 137
5.5.3 車輛、輪對及左右輪柔度矩陣 145
5.6 曲線軌道輪軌接觸點軌梁柔度矩陣 151
5.6.1 輪軌接觸點軌梁柔度矩陣 151
5.6.2 曲線軌道輪軌接觸點軌梁柔度系數(shù) 153
5.7 輪軌耦合關(guān)系 156
5.7.1 輪軌垂向耦合關(guān)系 156
5.7.2 輪軌橫向耦合關(guān)系 156
5.8 車輛-軌道耦合及系統(tǒng)動力響應(yīng)的求解 159
5.8.1 車輛-軌道耦合及動態(tài)輪軌力的求解 159
5.8.2 車輛-軌道總輪軌力的求解 160
5.8.3 車輛動力響應(yīng)的求解 160
5.8.4 軌道動力響應(yīng)的求解 161
5.8.5 支點反力求解 164
5.8.6 曲線軌道車輛-軌道耦合頻域解析模型分析程序簡介 165
5.9 模型驗證 167
5.9.1 軌梁柔度系數(shù)驗證 167
5.9.2 車輛蛇形運動對比分析 168
5.10 曲線軌道結(jié)構(gòu)振動的模型計算結(jié)果與實測結(jié)果對照分析 171
5.11 案例分析 176
5.11.1 靜態(tài)軸重 176
5.11.2 隨機不平順激勵 179
第6章 變速移動列車作用下軌道動力響應(yīng)頻域解析研究 183
6.1 變速移動荷載作用下軌道動力響應(yīng)解析解 183
6.1.1 半無限空間連續(xù)體任意一點的時頻域動力表達 183
6.1.2 軌道結(jié)構(gòu)上任意一點的頻域動力表達 184
6.1.3 系列變速移動荷載作用下軌道結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的頻域表達 188
6.1.4 算例分析 190
6.2 變速移動列車作用下軌道動力響應(yīng)解析研究 192
6.2.1 軌道結(jié)構(gòu)柔度系數(shù)函數(shù) 192
6.2.2 軌道不順 193
6.3 變速段地鐵減振軌道動力學特性參數(shù)分析 194
第7章 加減速運行列車-曲線軌道動力響應(yīng)分析 202
7.1 加減速移動荷載作用時軌道動力響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)疊加法 202
7.2 加速移動荷載作用下曲線軌道動力響應(yīng)案例分析 206
7.3 加減速行駛列車-曲線軌道耦合頻域解析模型 210
7.4 案例分析 210
7.4.1 列車加速運行時響應(yīng)特性分析 210
7.4.2 列車減速運行時響應(yīng)特性分析 213
參考文獻 217