基于界面接触算法的车桥耦合动力学分析

• 作者: 吴孟畅 廖碧海 樊建平 胡隽
• 来源期刊: 中国公路学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 桥梁工程 车桥耦合 界面接触算法 车辆模型 不平顺 接触分析 跳车现象
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 桥梁工程
• 页码范围: 52-58
• 页数: 7页
• 分类号: U441.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-7372.2017.04.007

摘要

考虑轨道不平顺及其可能引起的跳车现象,采用接触算法中的罚刚度法,在接触力与接触面之间建立了力与位移之间的线性关系.通过合理调整罚刚度值,有效控制穿透距离,将计算中迭代次数控制在合理范围之内,避免了病态刚度矩阵,使得计算结果趋近于真实值.利用精细积分技术,在时间域内进行参数离散化处理,构造时间差分格式,利用直接积分法和对应的初始条件,得到结构位移、速度和加速度关于时间递推的表达式.为提高计算效率,并保证计算结果的收敛性,将整体分析过程划分为2个子模型(移动力模型,刚性梁模型).在给定收敛性准则的基础上,采用循环迭代技术进行数值求解;借助于MATLAB平台完成了上述车桥耦合动力学分析的编程.数值分析结果表明:当轨道平顺时,所提算法结果与Hertz弹簧模型结果高度一致;同时考虑单跨和三跨刚构桥,存在加减速度情况时,所提算法结果与Hertz弹簧模型结果完全一致,证明了所提算法的可靠性;考虑轨道不平顺时,所提算法结果与Hertz弹簧模型结果具有相同的变化规律,但数值偏高,反映了跳车冲击力的动力效应;对于行驶在桥梁上的多车情况,特别是轨道不平顺情况下,车辆跳起和下落冲击是客观存在的,采用所提的界面接触法能够真实地模拟车桥动力学耦合工况.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	樊建平	华中科技大学土木工程与力学学院	42	208	9.0	12.0
2	廖碧海	华中科技大学土木工程与力学学院	15	59	5.0	7.0
3	胡隽	华中科技大学土木工程与力学学院	14	55	5.0	7.0
4	吴孟畅	华中科技大学土木工程与力学学院	1	0	0.0	0.0