车辆-轨道耦合动力学钢轨模型求解方法

摘要：

应用车辆-轨道非线性耦合动力学模型,分析了采用解析方法的模态叠加法、有限元法的模态叠加法和有限元法的直接积分法求解车辆-轨道耦合动力学钢轨模型的计算精度与计算效率.选取Bernoulli-Euler梁或Rayleigh-Timoshenko梁模拟钢轨,采用不同类型单元离散钢轨模型,并利用显式积分方法求解车辆-轨道耦合动力学的响应.计算结果表明:当采用Bernoulli-Euler梁钢轨模型和轨道激励频率较低时,采用协调质量阵的直接积分法计算时间是解析方法的模态叠加法的28.8倍,各种计算方法的计算结果接近;当采用Rayleigh-Timoshenko梁钢轨模型和轨道激励频率较低时,可以忽略Rayleigh-Timoshenko梁的转动惯量对车辆-轨道耦合动力学模型的响应影响;解析法的模态叠加法的计算时间比混合单元的慢64.5%.

关键词：钢轨模型、有限元法、模态叠加法、Bernoulli-Euler梁、Rayleigh-Timoshenko梁

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分类号：U213.41(铁路线路工程)

资助基金：国家973计划项目2007CB714702;国家自然科学基金50821063;50875221

在线出版日期：2011-08-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：32-38