一、用模态叠加法计算车辆结构的动力响应（论文文献综述）
周腾[1]（2021）在《某SUV前副车架振动疲劳性能研究》文中研究表明前副车架作为承接簧载质量和连接悬架系统的重要承力部件,在随机交变振动载荷下易发生疲劳失效。前副车架固有频率较低,在一些高频随机路面,频谱范围接近前副车架低阶固有频率,因此需要考虑共振疲劳问题。而当前针前副车架的疲劳损伤分析多采用时域法,在解决动力响应问题特别是共振疲劳问题时并不适用。时域分析法基于线性叠加原理处理复杂多向载荷激励,不考虑载荷间相互作用对疲劳损伤的影响。因此本文以某SUV前副车架为研究对象,基于试验场耐久性道路试验数据,进行频域疲劳损伤分析,并与时域疲劳分析对比,研究载荷谱特征变化效应和载荷间相互作用叠加效应对前副车架疲劳性能的影响。首先阐述前副车架疲劳损伤分析基本原理。从受载系统和加载形式角度,分析前副车架的载荷获取与处理方法。为准确表述前副车架材料的疲劳性能,讨论了表征材料抗疲劳特性的S-N曲线,并论述了平均应力修正法,以考虑平均应力对构件疲劳的叠加效果,同时引入线性疲劳累积损伤准则计算构件弹性变形阶段的疲劳损伤。设计并开展了试验场强化路耐久性试验,并测取了试验场工况路谱和车辆动力学响应信息。通过实车底盘拆解测量、关键零部件模态验证并柔性化,建立整车刚柔耦合多体动力学模型,并采用悬架K&C测试、实车台架振动试验分别进行模型静态校验和动态校准。通过虚拟迭代和轮心加载法仿真获取了前副车架连接点载荷谱。在前副车架时域疲劳分析中,根据路谱频率范围达到前副车架固有频率的1/3,需要考虑动力响应。应用疲劳分析软件n Code,采用模态叠加法和线性累积损伤准则,结合经过修正的前副车架S-N曲线,获取了前副车架各节点应变时间历程信息,并与监测点应变信号对比显示RMS值相近,但通过将数据进行雨流统计处理发现仿真较实测信号对应的疲劳损伤较小。零部件设计应遵循安全性、可靠性原则,说明基于该前副车架的时域疲劳分析法存在一定的局限性。对比高频随机路面车速20km/h、30km/h、50km/h工况下前副车架与下摆臂连接点垂向加速度PSD频谱特征,发现车速增加引起频谱峰值向高频移动、峰值升高,且高频出现较大峰值。为求得前副车架应力频响函数,进行了单位加速度激励下的模态频响有限元分析。根据应力频响函数特征参数采用Dirlik宽带法统计应力响应PDF,结合构件S-N曲线和线性疲劳累积损伤准则,分析了试验场强化路20km/h和标准车速下前副车架的疲劳累积损伤。结果表明,车速为20km/h时,载荷不易激起结构共振,时域分析与频域分析结果相近;较高车速（标准车速）时,频域分析损伤值普遍高于时域分析结果,车速提高引起载荷频谱峰值向高频移动,激发前副车架低阶模态,并产生共振疲劳,反映了载荷谱特征变化效应。不同车速工况下前副车架的频域疲劳损伤均大于时域分析结果,反映了载荷间相互作用叠加效应。经过时频方法对比表明,频域疲劳分析可以对该型前副车架进行疲劳损伤分析安全系数更高,可较直观分析结构薄弱区域便于对产品进行可靠性优化设计。
王腾飞[2]（2020）在《基于虚拟激励法对转向架构架随机振动疲劳寿命的研究》文中指出随着我国地铁车辆不断地提速,其运行的工作环境也愈加恶劣,这便导致转向架构架开裂现象时有发生。为了探究构架开裂的原因,本文以某城市地铁车辆为研究对象,从转向架设计初期阶段的疲劳仿真计算角度出发,将如何快速、准确地获取轨道不平顺激励下构架的振动响应及如何精确地评估构架的随机振动疲劳作为科学问题进行研究。首先基于结构动力学、计算力学等相关力学理论,推导了轨道不平顺激励下,基于虚拟激励算法并通过大质量法直接求解轨道车辆振动响应的运动微分方程;然后建立了某城市地铁车辆的简化整车有限元模型;再后根据此运动微分方程的结构形式,在有限元模型中的轮轨接触点处置入大质量点,再将轨道不平顺激励转化为虚拟简谐力荷载的形式施加于大质量点;此后通过有限元软件求解了转向架振动响应功率谱,并进一步计算了构架焊缝振动响应的等效结构应力功率谱密度;最后分别基于频域名义应力法与频域等效结构应力法对转向架构架进行了疲劳寿命预测,并对两种方法的计算过程、计算结果以及计算特点进行了对比分析。基于本文的分析与研究得到以下结论:（1）基于虚拟激励算法,通过在轮轨接触点处置入大质量点,再将轨道不平顺激励转化为虚拟简谐力荷载的形式施加于大质量点,可快速、直接地求解轨道车辆振动响应的绝对位移功率谱。同时也避开了相对运动法求解拟静力矩阵的繁琐,极大地便于了虚拟激励法在有限元软件中的实现。（2）构架电机吊座焊缝的应力（第一主应力或等效结构应力）功率谱密度的主频位于弹性扭转模态（46.6 Hz）,而转臂定位座焊缝的应力功率谱密度的主频位于构架横移模态（14.4 Hz）,其余母材或焊缝的应力功率谱密度的响应峰值频率主要分布于部分刚性模态或弹性扭转、侧梁水平剪切模态。除此之外,制动座出现刚度不足现象,表现为其应力功率谱密度存在峰值频率位于构架局部模态（37.9 Hz）。（3）轨道不平顺激励下,频域名义应力法预测的构架母材疲劳最薄弱点位于制动座母材结构处,其疲劳寿命为238万公里,这与制动座结构刚度不足有关。频域名义应力法与频域等效结构应力法预测的构架焊缝疲劳寿命最薄弱点一致,均为转臂定位座焊缝处（节点3485649）,疲劳寿命分别为649万公里与556万公里,但频域等效结构应力法预测的寿命更偏于安全。同时频域等效结构应力法的力学特性表明,其计算的疲劳寿命结果具有较高的精确性,且相比于频域名义应力法每次计算疲劳寿命结果的离散性,频域等效结构应力法计算的疲劳寿命结构却具有较好地一致性
向圆芳[3]（2020）在《随机风速下大跨度斜拉桥行车安全可靠性分析》文中研究指明桥梁是交通运输的咽喉,在跨越江河、峡谷时很容易遭受强风的袭击,产生强烈的振动。桥上汽车行驶在强风环境下时,所受的侧力和升力急剧增大,发生侧滑和侧倾事故的可能性也会大大增加。当前,风荷载已成为影响大跨度桥梁行车安全性的关键因素之一。同时,由于湍流的存在,风荷载具有一定的随机性,其对桥上行车安全可靠性具有较大影响。鉴于此,本文将风荷载作为随机变量,对横风下大跨度斜拉桥行车安全性和可靠性进行了分析研究,本文的主要内容如下:（1）利用拉格朗日法建立了两轴、三轴、四轴和五轴等四类车型的车辆模型;基于建立的桥梁有限元模型,引入模态叠加法,建立桥梁模态运动方程;利用虚功原理建立车桥间的耦合关系,引入车辆和桥梁的气动荷载模型,最后建立了风-车-桥耦合振动分析模型,并编制了相应的计算程序。（2）采用CFD数值模拟方法研究了东平河特大桥车桥系统的气动特性,得到了考虑车桥间相互气动干扰的车辆气动力系数和气动力矩系数,并与风洞试验结果进行对比,研究了车辆的气动荷载系数随风偏角的变化情况。（3）分别建立了大跨度桥梁静力行车安全性分析方法和考虑车桥耦合振动的行车安全性分析方法,并编制了相应的计算分析程序,对比研究了两种方法预测结果的差异性,结果表明:对于侧滑事故,静力行车安全性分析方法计算得到的临界风速低于考虑车桥耦合振动的行车安全性分析方法计算得到的临界风速;对于侧翻事故,则刚好相反。（4）考虑风速的随机性,建立了一种求解系统失效概率的极限状态函数模型,利用响应面法计算不同车速不同风速下车辆发生侧滑事故和侧翻事故的失效概率,并以此评价桥上车辆在随机风荷载作用下的安全性。
王蕾[4]（2019）在《转向架构架随机振动疲劳强度分析》文中提出现代铁道车辆的特点是客运的高速化和货运的重载化,随着速度以及载重的提升会导致铁道车辆的实际运行条件越来越恶劣,并且加剧了车辆系统的振动,这种振动具有随机性,长期处于随机振动环境下的车辆容易产生疲劳破坏,影响车辆的正常运行。转向架构架是车辆的重要组成部分,直接承载车体并受到来自轮对的激励作用,所以构架的抗疲劳性能对轨道车辆的安全运行有着重要意义。本文采用动力学与有限元联合仿真的方式对CRH3型动车组转向架构架进行随机振动疲劳强度分析,并预测寿命。本文首先对随机振.动概念进行了介绍,列举了在频域内分析随机振动疲劳问题的方法,最终确定运用频域的三区间法对转向架构架进行随机振动疲劳强度分析。然后介绍了建立多体动力学运动方程的方法,运用SIMPACK建立CRH3型动车组单节车模型,并对模型的非线性临界速度进行计算,确定动力学模型的稳定性。载入实测的轨道不平顺谱进行积分运算,最后得出转向架构架的振动加速度激励。其次介绍了 CRH3型动车组转向架以及构架的基本组成结构,运用有限元理论对构架进行离散,建立弹簧单元对构架进行弹性约束,在ANSYS中进行静强度计算,最终可知在静强度载荷的作用下,构架未发生破坏。最后介绍了有限元模态理论,并在ANSYS中对构架进行有约束的模态分析。通过SIMPACK快速FFT功能得出加速度功率谱,利用模态叠加法算出构架在随机加速度激励下的振动响应。根据Steinberg的三区间法、累积损伤理论以及IIW标准计算构架每一种焊接接头应力最大处的损伤值,并预测构架的疲劳寿命。此外,本文还分析了纵向激励、横向激励和垂向激励分别作用时对构架损伤的影响。
张之伟[5]（2019）在《车致桥梁振动压电能量收集研究》文中指出近年来,桥梁建设快速发展,其健康状况对交通系统安全运营至关重要。将车辆运行过程中引起的桥梁振动能收集起来,并为桥梁监测系统提供源源不绝的电源,可克服传统供电方式的不足,有望实现桥梁长期自供能监测。在此背景下,本文采用悬臂型压电俘能器对车致桥梁振动进行能量收集,从理论机制、俘能器设计方法和能量存储三个方面进行了研究,主要研究工作和结论如下:（1）建立了车致桥梁振动下压电能量收集系统的定解方程并获得其解答,揭示了车桥耦合作用下影响能量收集的物理机制,为研究车致桥梁振动下的能量收集问题奠定了基础。首先采用梁理论分别建立了桥梁和俘能器的分布参数控制方程,然后采用模态叠加法进行求解,并获得了无阻尼情况下俘能器电压输出的闭合解;采用移动荷载、移动质量和移动振子车辆模型,探讨了俘能器自身特性、俘能器安装位置、路面状况以及车辆振动频率等因素对能量收集的影响。研究表明:当俘能器谐振频率与桥梁固有频率接近时,能量收集的大小与俘能器安装位置处振型的平方成比例;当车辆振动频率接近俘能器谐振频率或桥梁固有频率时,能量收集出现双峰现象;当路面不平顺时,不同车辆模型给出的能量收集预测结果有较大差别,移动振子模型预测的能量输出不到移动质量模型下预测结果的4%。（2）提出了两种俘能器设计方法,并实测了不同设计方法下俘能器的能量收集效率。首先加工制作了两种俘能器,其谐振频率分别与桥梁固有频率和车致桥梁强迫振动频率相匹配,通过车桥耦合振动实验平台进行了能量收集实验,进而明确了所提设计方法的合理性;然后实测了两种典型的铁路桥梁振动,以此作为俘能器的基础激励,研究了俘能器的能量收集性能。研究发现:如果俘能器谐振频率与桥梁固有频率相匹配,当车辆进入或离开桥梁时具有较大的能量输出,但车辆在桥上运行时能量输出非常弱;如果俘能器谐振频率与车致桥梁强迫振动频率相匹配,车辆在桥上运行过程中俘能器有较明显的能量输出;重载列车刚上桥时俘能器几乎收集不到能量,当列车完全上桥后俘能器输出电压峰值能达到13V,但电压不稳;高速列车过桥时俘能器电压输出总体稳定在17V左右,但由于能量收集时间短,其收集能量约为重载列车过桥时收集能量的1/6。（3）给出了从桥梁振动、俘能器能量转化、接口电路调理到能量存储的全过程分析方法。基于既有重载铁路桥和高速铁路桥振动环境,进行了能量收集全过程研究,首先基于等效电路法,给出了振动环境和俘能器的电学等效参数,并采用STD、自供能SCE、自供能P-SSHI和自供能S-SSHI接口电路对俘能器电能输出进行调理,然后采用超级电容进行能量存储,在Multisim中构建了全过程分析的电路模型,给出了瞬态储能过程分析。结果表明:存在最优储能电容使得列车通过桥梁一次充入电容的电能最多:为了获得最高能量收集效率,采用STD接口电路时,应使俘能器的短路与开路谐振频率处于主激励频率的两侧,采用SCE和S-SSHI接口电路时,应使俘能器开路谐振频率接近主激励频率,而采用P-SSHI接口电路时,应使俘能器短路谐振频率接近主激励频率;最大存储能量达不到理论预测值,采用STD接口电路具有最大的能量存储效率,但也只有理论预测值的2/3。
于晨阳[6]（2019）在《基于模态加速度法的振动谐响应修正研究与并行实现》文中研究指明在航空航天、各种武器装备的研发以及抗震结构设计等领域,结构动力学起到了日益重要的作用。结构动力学有限元分析是研究结构抗震和振动响应的一种主要技术手段,同时也在结构动力学优化设计中发挥了重要的作用。在动力学有限元分析过程中,模态叠加法是从模态分析到其他动力学分析的重要纽带。目前现有的商业有限元软件在进行结构动力学响应计算尤其是大规模计算时大都基于此方法开展。一方面,模态叠加法在计算时通常取前若干阶模态进行分析,可以在很大程度上降低计算量;另一方面,由于在计算时采取了模态截断处理,高阶模态的影响被忽略,导致其求解精度受到一定影响。近年来,随着高性能计算机硬件技术的不断提高和各种先进算法的不断发展,大规模复杂数值模拟逐渐成为现实。作为结构动力学分析中的一种重要方法,如何提高模态叠加法的计算精度成为了大规模有限元分析软件开发中的一项重要问题。针对这一问题,本文探讨了多种针对模态叠加法求解精度进行补偿的修正方法,并结合大规模并行实现的可能性,针对谐响应分析这一具体的振动分析类型,将模态加速度法这一修正方法与大规模有限元计算平台PANDA相结合,开展了理论分析、算法设计和在PANDA平台上的具体实现工作,并开展了数值算例研究。本文的主要工作如下:（1）深入调研了现有的多种基于模态叠加法的振动响应修正方法,对相关修正方法和理论进行了调研和探索研究。结合国内外相关前沿研究动态和各修正方法大规模并行实现的可行性,确定采用模态加速度法作为本文振动响应修正的核心算法。（2）对大规模有限元计算平台PANDA数据结构和结构动力学主要分析类型涉及的算法以及并行求解流程进行了梳理,基于对PANDA平台的掌握,研究了采用模态加速度法在PANDA平台现有分析基础上进行振动响应修正的技术途径,并确定以谐响应分析为主要修正类型开展相关研究工作。（3）在PANDA平台基础上,开展了基于模态加速度法的谐响应修正分析算法设计,研究了模态分析与谐响应修正分析的接口,实现了模态分析结果在谐响应分析中的调用,并对分析流程中涉及的修正项求解研究了相应的迭代技术,避免了矩阵求逆带来的大规模并行计算量过大问题;开展了算法的具体实现工作,通过采用层次化、模块化和面向对象的程序设计思想,在PANDA平台上实现了基于模态加速度法的谐响应修正分析模块研发。（4）在PANDA平台下对模态加速度法的修正效果开展了多方面的数值算例研究。从选取不同的模态阶数入手,对模态加速度法和模态叠加法进行了计算精度的比较。研究表明,模态加速度法相对模态叠加法在计算精度上有较为明显的提高。模态加速度法可以用更少的模态获取较模态叠加法更高的精度。通过比较两种方法的计算时间,可以看出要达到相同计算精度,模态加速度法需要的计算时间更少。最后对基于PANDA平台的模态加速度法的谐响应修正分析模块开展了多核并行计算研究,结果表明对于数百万自由度模型,百核的并行计算效率可达30%以上,研发模块具备较好的并行可扩展性。本文所采用的模态加速度法通过添加修正项,弥补了传统模态叠加法的不足,减少了计算资源消耗,提升了计算精度,对现有的动力学体系和PANDA软件平台的研发起到了一定的推动作用。
陈治江[7]（2019）在《基于动力刚度法裂纹修正铁木辛柯梁研究》文中进行了进一步梳理梁结构在土木、机械、航空航天等工程领域中都具有广泛的应用,在实际工程中,当梁结构产生裂纹时,往往会造成很大的安全隐患,甚至发生较大的安全事故。因此,需要对结构定期进行可靠性评估。由于裂纹往往比较细小,能够及时发现裂纹则是人们不断探索的课题,其中基于结构动力特性的损伤识别,事先需要对裂纹梁做出精确和高效的自由振动分析,进而得出动力参数,在此基础上才能对裂纹进行定量识别。本文以精确算法-动力刚度法为基础,提出了针对新型梁理论模型-修正Timoshenko裂纹梁的自由振动分析和方法,最后以精确动力刚度矩阵为基础,结合FFT来解决裂纹结构动力响应问题。由于在推导动力刚度矩阵的同时,也推导了轴向力作用下、Pasternak地基作用下修正Timoshenko梁的通解,为以后研究者研究修正Timoshenko梁也带来了方便,具有一定的理论意义和工程参考价值,本文的主要研究内容如下:1、从修正Timoshenko梁的振动微分方程出发,在形成动力刚度矩阵的同时,也发现了高跨比小、试探频率高时此梁形函数与传统Timoshenko梁的形函数会有较大不同。运用动力刚度法计算了固有频率以及振型。而后推导了轴向力影响下修正Timoshenko梁的动力刚度计算方法,并分析了轴向力带给固有频率的影响,轴向拉力会使得固有频率增高,轴向压力则相反。为后续引入裂纹提供了便利。2、分析了裂纹梁的自由振动,在第二章得出的动力刚度矩阵基础上,通过引入裂纹模型,分析比较了现有的七种无质量弹簧裂纹模型。之后研究了剪切弹簧的引入对裂纹梁固有频率下降的影响。结果表明高跨比较小时,弯曲弹簧模型占主要成分;高跨比较大时,剪切弹簧模型占主要成分。最后,分析了四种边界条件的裂纹梁固有频率影响面以及振型的变化。分析了裂纹相对深度和相对位置对不同模态、边界条件的修正Timoshenko梁的影响。3、分析了双参数Pasternak弹性地基裂纹梁和裂纹框架的情况,在第三章已经得出裂纹梁的动力刚度矩阵的基础上,通过对微梁段引入双参数地基,发现此时会形成四种不同的动力刚度矩阵。接下来分析了弹性地基作用对裂纹梁固有频率的影响:双参数地基会使得梁的固有频率有明显提高,而且会使得裂纹梁固有频率变化最大的裂纹位置发生改变;通过引入轴向振动的动力刚度系数,构造了平面框架单元,并分析了三种不同结构,裂纹相对位置变化对整体结构固有频率的影响,为工程师在对不同结构进行裂纹侦测时提供一定参考。4、最后分析了移动荷载作用下,不同裂纹相对位置、深度的修正Timoshenko裂纹梁跨中的动力响应情况。由于动力刚度矩阵也可以看成是频域内的刚度矩阵,因此可以先在频域内求解结构的动力响应位移,通过数值快速傅里叶逆变换回到时域,求出解答。初步得到了8m跨径下荷载速度越大,裂纹深度越大,裂纹位置越靠近跨中会使得跨中动力响应峰值变大的结果。可为桥梁工程师在分析裂纹梁结构时提供一定参考价值。本文大部分采用MATLAB软件编写算法,部分符号积分运算采用Mathematica软件,并用算例和前人文献的结果进行对比验证,从而,体现了本文方法的精确、快速、可靠等优点。
郁乐乐[8]（2019）在《钢—混组合梁桥车桥耦合动力响应及其影响因素研究》文中认为近年来,随着我国经济的快速发展,桥梁车辆载重和行车速度的不断增大,车桥耦合振动问题更加突出。为保证桥梁结构的安全性、耐久性以及行车的安全性和平稳性,有必要对车桥耦合振动问题进行深入研究。目前,关于组合梁桥的车桥耦合振动及其影响因素的研究并不多,本文以钢-混凝土组合梁桥为研究对象,基于部分粘结Timoshenko组合梁理论,重点研究了结构车桥动力相互作用。本文的主要研究内容、研究方法和研究成果有:（1）针对组合梁桥的车桥耦合问题,将车和桥分别简化为弹簧-阻尼-质量系统和基于Timoshenko梁理论的部分粘结组合梁,推导得出车桥耦合振动的控制方程,用状态空间法求解桥梁的自由振动方程,得到自振频率和振型,进而用模态叠加法求解结构的强迫振动问题。利用MATLAB软件编制计算分析程序,采用既有文献中的组合梁模型参数,得到两端简支组合梁的前10阶固有频率和模态,与既有文献的结果对比,验证了本文方法的可行性以及实用性。（2）以某座组合梁桥为背景,应用已开发的车桥耦合振动响应分析程序,对车辆移动荷载下的钢-混凝土组合梁桥的车桥动力相互作用进行分析。分析结果表明,本文的理论推导结果与Yang等所分析结论吻合良好。从结果中可以看出,当梁基频的偏移频率接近车的基频时,车桥会发生共振响应。（3）以某座简支钢-混组合梁桥为算例,应用已开发的车桥耦合振动响应分析程序,分别对不同的车速、车辆载重、桥面不平整度等级、剪力键刚度下车桥耦合振动响应进行了数值计算,分析了这四个关键要素对车桥耦合动力响应的影响规律。研究结果表明,车速、车辆载重、桥面不平整度、剪力键刚度等是影响车桥耦合振动响应大小的显着因素。本文研究成果可为组合梁桥车桥耦合振动分析奠定研究基础,为基于动力响应的桥梁损伤检测方法提供理论基础,对组合结构桥梁设计施工、日常运营维护有十分重要的理论和实际意义。
王渊[9]（2019）在《桥梁结构分析的传递矩阵法及其应用研究》文中进行了进一步梳理传递矩阵法是随着多体系统动力学的发展而逐渐兴起的一种结构计算方法,凭借自身无需系统总体动力学方程和计算快速的特点而被广泛应用于工程计算领域。以现有的传递矩阵法理论及应用成果为基础,研究了桥梁结构分析的传递矩阵法及其应用,并以MATLAB为平台编写了桥梁结构分析的传递矩阵法数值仿真程序。本研究的主要内容和结论如下:（1）基于分级子结构递进建模的分析思路构建了几类典型桥式的整体传递矩阵;考虑激励物与桥梁之间的接触面高低不平顺,结合模态叠加法和Newmark-β数值积分法推导了移动激励作用下桥梁动力时程分析的线性传递矩阵解法;通过与几类典型桥式有限元计算结果的详细对比分析验证了线性传递矩阵理论应用于桥梁自振特性分析和动力时程分析的有效性。（2）采用索结构的有限元切线刚度矩阵推导了索的静力分析传递矩阵;针对悬索桥锚跨索力及散索鞍偏角施工调整的工程问题,根据边界状态矢量的传递关系建立了空缆状态下悬索桥的传递矩阵分析模型,探索了解决该问题的传递矩阵计算方法,并结合具体工程实例论证了所提算法的有效性。（3）为克服线性传递矩阵法无法处理实际桥梁结构瞬态分析中的非周期性和时变效应的固有缺陷,结合Newmark-β数值积分法推导了铁木辛柯梁的离散时间传递矩阵,建立了可应用于移动激励作用下和地震荷载作用下的梁式桥动力时程分析方法。以某三跨刚构桥作为具体算例,通过与研究对象有限元计算结果的详细对比分析论证了所提算法的有效性和高效性。（4）基于铁木辛柯梁的离散时间传递矩阵理论,建立了车桥耦合振动分析的耦联求解法和分离迭代法。以简化移动车辆组通过某三跨刚构桥为具体算例,通过与研究对象有限元计算结果的详细对比分析论证了所提算法的有效性。（5）以某简化后的索梁组合结构模型为研究对象,推导了该计算模型动力时程分析的离散时间整体传递矩阵,采用编写的数值仿真程序完成了该计算模型在列车荷载和地震荷载作用下的动力时程分析。论文研究不仅论证了离散时间传递矩阵法应用于大跨桥梁车桥耦合振动分析和地震反应分析的可行性,同时也为解决大跨桥梁结构数值仿真计算的效率优化问题探寻了一条新的研究途径。
王玉晶[10]（2019）在《考虑风屏障遮风作用和列车风效应的车桥系统振动分析》文中指出“八纵八横”客运网的提出标志着我国高速铁路进入了新的发展阶段。随着高速铁路的延长,有许多线路经过沿海大风区、山谷大风区等,由强侧风引起的列车停驶、倾覆的事故多有发生。风荷载是影响列车高速运行的关键因素之一,因此研究风荷载作用下高速列车运行的安全性具有重要的意义。行驶于大风区桥梁上的高速列车在强横风的作用下,容易发生脱轨或者倾覆。目前常用的防风措施是安装风屏障,给高速列车提供一个较安全的行驶环境。此外,随着列车速度的提高,列车风对列车振动的影响不可忽视。因此,对风区列车防风措施和列车风效应的研究具有重要的实际意义。本文以兰新铁路第二双线为工程背景,采用风洞试验、数值模拟和理论分析的方法,考虑风屏障遮风效应进行车桥系统振动分析,旨在获得有利于列车安全运行的风屏障参数,为工程实际提供依据,并对列车风效应对车辆振动特性的影响做出合理估计,以便于评价列车的安全性能,给列车运营管理提供合理建议。同时综合考虑了风屏障遮风效应和列车风效应对车辆安全性的影响。全文的主要内容及成果如下:（1）通过介绍国内外高速铁路的发展历史、强风环境中高速列车倾覆事故以及高速列车空气动力学问题的研究现状,说明了本文的选题意义和立项依据。总结了风屏障遮风效应、列车风效应和风车桥理论的研究进展,阐述了开展列车风引起的车桥动力响应和桥上列车运行安全问题研究的重要意义,总结了可用于提高强风场中列车运行安全性的措施。提出了风区高速列车防风措施和列车风效应研究面临的问题,在已有研究的基础上明确了本文的主要内容和研究思路。（2）以兰新铁路第二双线的高速列车和桥梁为研究背景,详细介绍了风屏障对车桥系统振动影响的模型试验,说明了所采用的风洞试验方法——测压法和测力法,以及不同数据的处理方法。对有、无风屏障以及不同风屏障参数对车桥系统气动特性的影响进行了研究,得到了列车和桥梁的三分力系数随风屏障高度和透风率的变化规律,并从保证车辆安全的角度给出了风屏障参数的优化组合。对比了不同风屏障布置位置、行车位置下车桥系统的三分力系数,分析了单线车与桥梁以及双线车和桥梁之间的气动干扰效应。基于不同风速下车辆的三分力系数,对不同线路结构形式下列车的抗倾覆性能进行了分析。风洞试验数据将为后续数值模型提供验证。（3）简要介绍了常用的湍流模型、流场计算数值方法和列车运动方法。基于计算流体力学理论,建立了考虑列车高速运动的CRH2型高速列车-桥梁系统三维几何模型,采用计算流体力学软件Star-CCM+,计算了有无横风条件下列车在桥梁上高速运行时周围的风场,并用风洞试验数据进行了验证。对比了采用动车模型和静车模型时的列车风速,说明了列车驶过时监测点的风压随横向距离和竖向高度的变化规律。分析了列车风和自然风联合作用下车桥系统周围的风场,阐述了不同运行条件下联合风场随风速、车速的变化规律。最后分析了联合风场中风速对列车表面压强的影响。（4）在车桥系统风场分析的基础上,计算得到了车辆风荷载和桥梁风荷载,并分析了风荷载随车速和风速的变化规律。将车桥系统风荷载随车速和风速的变化规律进行拟合,得到车桥系统风荷载的计算建议式。依据轮轨接触关系,将列车风场和联合风场中的风荷载作为激励输入车桥系统,建立了考虑列车纵向自由度的风-车-桥系统动力相互作用分析模型,并介绍了求解系统方程的全过程迭代法。编制了求解风-车-桥系统动力响应的MATLAB程序。（5）简要介绍了高速列车的行车安全性及平稳性评价指标,以及CRH2型列车的评价指标限值。针对兰新第二双线高速铁路桥梁,采用有限元软件ANSYS建立桥梁有限元模型,并提取其质量矩阵和刚度矩阵,建立了风-车-桥耦合振动分析模型。基于自编的MATLAB分析程序,计算了计算列车风场和联合风场中列车和桥梁的动力响应,并对列车运行安全性进行了分析。对比了采用静车模型和动车模型时的车辆安全性指标和舒适性指标。分析了考虑列车风效应时列车车速和横风风速对车辆动力响应的影响,并计算了20 m/s风速下列车的最大安全运行速度和200 km/h车速下列车安全运行的最大风速值。建立风屏障-车-桥数值模型,综合分析了风屏障遮风效应和列车风效应对车桥系统动力响应的影响。
二、用模态叠加法计算车辆结构的动力响应（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、用模态叠加法计算车辆结构的动力响应（论文提纲范文）
（1）某SUV前副车架振动疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 时域疲劳分析研究现状 |
| 1.2.2 振动疲劳频域分析研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
| 第2章 底盘承载构件疲劳分析基本理论 |
| 2.1 载荷分析方法 |
| 2.2 材料的疲劳特性 |
| 2.3 疲劳寿命分析理论 |
| 2.3.1 线性疲劳损伤累积准则 |
| 2.3.2 疲劳损伤时域分析理论 |
| 2.3.3 振动疲劳频域分析基本理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 整车刚柔耦合多体动力学建模与校验 |
| 3.1 构建整车多体动力学模型 |
| 3.1.1 整车及零部件几何参数获取 |
| 3.1.2 底盘及零部件质量、动力学特性参数获取 |
| 3.2 整车多体动力学模型柔性化 |
| 3.2.1 前副车架自由模态有限元分析 |
| 3.2.2 前副车架自由模态敲击试验 |
| 3.2.3 构建刚柔耦合多体动力学模型 |
| 3.3 悬架K&C特性与模型准静态校验 |
| 3.3.1 悬架K&C特性基本理论 |
| 3.3.2 试验车悬架模型K&C特性研究 |
| 3.4 整车刚柔耦合模型振动台动态校验 |
| 3.4.1 试验台振动测试实验及试验装置 |
| 3.4.2 试验台振动测试数据采集与处理 |
| 3.4.3 仿真与台架振动试验结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 前副车架时域疲劳损伤分析 |
| 4.1 整车道路试验与数据处理 |
| 4.1.1 实验方案制定与准备 |
| 4.1.2 路谱信号采集与处理 |
| 4.2 试验场耐久路前副车架时域载荷谱提取 |
| 4.2.1 基于轮心加载法求解前副车架模态位移 |
| 4.2.2 前副车架时域疲劳寿命分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 前副车架频域振动疲劳损伤分析 |
| 5.1 前副车架载荷谱特征分析与频域转换 |
| 5.1.1 车速对载荷频谱中的影响 |
| 5.1.2 前副车架载荷频谱分析 |
| 5.2 前副车架有限元模型模态频响分析 |
| 5.2.1 频率响应分析原理概述 |
| 5.2.2 基于Hypermesh的模态法频率响应分析 |
| 5.3 基于路谱振动激励的前副车架疲劳寿命分析 |
| 5.3.1 频域疲劳损伤统计模型 |
| 5.3.2 前副车架频域疲劳寿命分析 |
| 5.4 频域疲劳分析结果对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 不足及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（2）基于虚拟激励法对转向架构架随机振动疲劳寿命的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与实际意义 |
| 1.1.1 转向架构架动应力求解问题 |
| 1.1.2 焊接结构振动疲劳寿命评估问题 |
| 1.2 振动疲劳国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究工作 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线图与研究目的 |
| 第2章 结构振动理论 |
| 2.1 确定性振动 |
| 2.1.1 单自由度系统在一般激励下的振动 |
| 2.1.2 多自由度系统在一般激励下的振动 |
| 2.2 随机振动的谱分析法 |
| 2.2.1 功率谱密度的定义 |
| 2.2.2 单自由度系统随机振动的谱分析法 |
| 2.2.3 多自由度系统随机振动的谱分析法 |
| 2.3 虚拟激励法 |
| 2.3.1 单点平稳随机激励的虚拟激励算法 |
| 2.3.2 多点平稳随机激励的虚拟激励算法 |
| 2.4 基础运动激励下结构的动力响应 |
| 2.4.1 一致基础运动激励下结构的动力响应 |
| 2.4.2 多点基础运动激励下结构的动力响应 |
| 2.5 一致/多点基础运动激励的虚拟激励法 |
| 2.5.1 一致基础运动激励的虚拟激励法 |
| 2.5.2 多点基础运动激励的虚拟激励法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于虚拟激励法求解构架振动响应功率谱密度 |
| 3.1 轨道不平顺 |
| 3.1.1 轨道不平顺及其统计描述 |
| 3.1.2 空间频率谱与时间频率谱的转换 |
| 3.2 多维多点轨道不平顺激励功率谱密度矩阵 |
| 3.2.1 多维多点轨道不平顺激励功率谱密度矩阵的推导 |
| 3.2.2 多维多点轨道不平顺激励功率谱密度矩阵的分解 |
| 3.3 轨道车辆有限元模型的建立 |
| 3.4 转向架构架模态分析 |
| 3.5 虚拟激励法求解构架振动响应理论在有限元软件中的实现步骤 |
| 3.6 转向架构架振动响应功率谱密度 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 转向架构架随机振动疲劳寿命预测 |
| 4.1 现阶段轨道车辆焊接结构抗疲劳能力的认知误区 |
| 4.2 基于名义应力法预测构架随机振动疲劳寿命 |
| 4.2.1 名义应力法的定义与疲劳寿命预测步骤 |
| 4.2.2 频域名义应力法预测构架随机振动疲劳寿命 |
| 4.3 等效结构应力法的理论 |
| 4.3.1 网格不敏感性的结构应力 |
| 4.3.2 主S-N曲线 |
| 4.3.3 等效结构应力法与名义应力法的区别 |
| 4.4 基于频域等效结构应力法预测构架随机振动疲劳寿命 |
| 4.4.1 频域等效结构应力 |
| 4.4.2 等效结构应力功率谱密度及疲劳寿命预测 |
| 4.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及参加科研项目 |
| 学位论文数据集 |
（3）随机风速下大跨度斜拉桥行车安全可靠性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 风-车-桥耦合振动研究现状 |
| 1.3 桥上行车安全性研究现状 |
| 1.4 存在的问题 |
| 1.5 本文的主要研究工作 |
| 第二章 风-车-桥系统耦合振动研究 |
| 2.1 车辆模型 |
| 2.1.1 二轴车辆 |
| 2.1.2 三轴拖挂车(双前轴)模型 |
| 2.2 桥梁模型 |
| 2.3 车桥系统耦合作用 |
| 2.4 路面粗糙度 |
| 2.5 风-车-桥系统耦合振动 |
| 2.5.1 车辆风荷载 |
| 2.5.2 桥梁风荷载 |
| 2.5.3 风-车-桥系统运动方程及求解 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 车辆气动荷载数值模拟研究 |
| 3.1 计算流体力学理论基础 |
| 3.1.1 基本控制方程 |
| 3.1.2 湍流模型 |
| 3.2 工程背景 |
| 3.3 简化的车辆和桥梁模型 |
| 3.4 网格划分及参数设置 |
| 3.4.1 计算区域及网格划分 |
| 3.4.2 湍流模型 |
| 3.4.3 边界条件 |
| 3.5 计算结果及分析 |
| 3.5.1 车辆气动荷载系数的定义 |
| 3.5.2 车辆气动荷载系数计算结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 大跨度斜拉桥行车安全性分析 |
| 4.1 车辆事故静力分析模型 |
| 4.2 考虑车桥耦合振动的车辆事故分析模型 |
| 4.3 桥上车辆行驶安全性分析 |
| 4.3.1 工程背景及计算参数 |
| 4.3.2 静力行车安全性分析 |
| 4.3.3 考虑车桥耦合振动的行车安全性分析 |
| 4.3.4 两种行车安全性分析方法结果对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 随机风速下桥上行车安全可靠性分析 |
| 5.1 结构可靠性分析方法 |
| 5.1.1 直接Monte Carlo模拟 |
| 5.1.2 响应面法 |
| 5.2 桥上行车安全的可靠性分析流程 |
| 5.3 侧滑事故可靠性分析 |
| 5.4 侧翻事故可靠性分析 |
| 5.5 概率特征风速曲线 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要工作与结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A (攻读学位期间发表论文目录) |
| 附录B |
（4）转向架构架随机振动疲劳强度分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 疲劳研究发展概况 |
| 1.3 随机振动疲劳发展现状 |
| 1.4 本文主要研究的内容 |
| 第二章 随机振动疲劳分析基本理论 |
| 2.1 随机振动的概念及基本特征 |
| 2.1.1 随机过程的概念 |
| 2.1.2 随机变量及其分布 |
| 2.1.3 高斯平稳随机振动 |
| 2.2 随机振动的谱特性 |
| 2.2.1 傅里叶变换 |
| 2.2.2 功率谱密度函数 |
| 2.3 材料的S-N曲线 |
| 2.4 疲劳累积损伤理论 |
| 2.5 随机振动疲劳分析方法 |
| 2.5.1 窄带法 |
| 2.5.2 宽带法 |
| 2.5.3 三区间法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 动车组多体动力学仿真分析 |
| 3.1 多刚体系统动力学理论 |
| 3.1.1 牛顿-欧拉方法 |
| 3.1.2 拉格朗日方法 |
| 3.1.3 凯恩方法 |
| 3.2 SIMPACK高速动车组动力学建模 |
| 3.2.1 SIMPACK软件介绍 |
| 3.2.2 高速动车组SIMPACK模型 |
| 3.3 非线性临界速度 |
| 3.4 轨道不平顺 |
| 3.4.1 轨道不平顺分类 |
| 3.4.2 轨道随机不平顺谱 |
| 3.5 随机振动激励 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 转向架结构介绍及静强度分析 |
| 4.1 有限单元法 |
| 4.2 转向架结构简介 |
| 4.3 转向架构架有限元模型 |
| 4.3.1 构架有限元模型 |
| 4.3.2 边界条件 |
| 4.4 转向架构架静强度计算 |
| 4.4.1 转向架构架静态试验标准 |
| 4.4.2 构架特殊载荷计算工况 |
| 4.4.3 构架模拟运营载荷计算工况 |
| 4.4.4 构架静强度计算结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 构架随机振动疲劳寿命预测 |
| 5.1 构架加速度功率谱 |
| 5.2 构架模态分析 |
| 5.2.1 模态理论 |
| 5.2.2 模态分析结果 |
| 5.3 模态叠加法 |
| 5.4 疲劳评估标准 |
| 5.5 构架疲劳寿命预测 |
| 5.5.1 焊接接头的选择 |
| 5.5.2 构架随机振动分析结果 |
| 5.6 不同方向加速度激励对构架损伤的影响 |
| 5.6.1 构架纵向激励随机振动分析 |
| 5.6.2 构架横向激励随机振动分析 |
| 5.6.3 构架垂向激励随机振动分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）车致桥梁振动压电能量收集研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 压电俘能器 |
| 1.2.2 能量收集接口电路研究 |
| 1.2.3 桥梁振动能量收集研究 |
| 1.3 目前研究存在的问题 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 基本理论 |
| 2.1 压电本构方程 |
| 2.2 悬臂型俘能器基本理论 |
| 2.2.1 耦合力学方程 |
| 2.2.2 耦合电学方程 |
| 2.3 俘能器等效电路 |
| 2.4 俘能器与接口电路耦合分析 |
| 2.4.1 STD接口电路 |
| 2.4.2 SCE接口电路 |
| 2.4.3 P-SSHI接口电路 |
| 2.4.4 S-SSHI接口电路 |
| 2.4.5 四种接口电路下俘能器力电性能 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 移动简谐荷载下桥梁振动压电能量收集机理探究 |
| 3.1 桥梁振动求解 |
| 3.2 能量收集理论分析 |
| 3.3 无阻尼系统能量收集解析 |
| 3.4 结果分析与讨论 |
| 3.4.1 结果验证 |
| 3.4.2 参数分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 不同车辆模型下桥梁振动压电能量收集对比 |
| 4.1 桥梁振动分析 |
| 4.2 压电能量收集分析 |
| 4.3 结果分析与讨论 |
| 4.3.1 桥面平顺 |
| 4.3.2 桥面不平顺 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 车桥耦合振动能量收集实验研究 |
| 5.1 实验平台及其振动特性测试分析 |
| 5.1.1 实验平台简介 |
| 5.1.2 桥梁振动特性 |
| 5.2 俘能器设计制作及力电性能测试 |
| 5.3 桥梁振动能量收集实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于实测铁路桥振动的能量收集分析 |
| 6.1 重载铁路桥 |
| 6.1.1 桥梁动力特性分析 |
| 6.1.2 俘能器设计及性能验证 |
| 6.1.3 能量收集参数分析 |
| 6.2 高速铁路桥 |
| 6.2.1 桥梁动力特性分析 |
| 6.2.2 俘能器设计与力电性能验证 |
| 6.2.3 能量收集参数分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 基于实测铁路桥振动的压电能量存储研究 |
| 7.1 重载铁路桥 |
| 7.1.1 俘能器等效电路模型 |
| 7.1.2 自供能能量存储系统 |
| 7.1.3 能量存储分析与讨论 |
| 7.2 高速铁路桥 |
| 7.2.1 俘能器等效电路模型 |
| 7.2.2 能量存储分析与讨论 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要研究结论 |
| 8.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）基于模态加速度法的振动谐响应修正研究与并行实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 基于模态叠加法的修正方法研究进展 |
| 1.2.1 模态叠加法的研究进展 |
| 1.2.2 模态加速度法研究进展 |
| 1.2.3 动态修正方法研究进展 |
| 1.2.4 力求导方法研究进展 |
| 1.2.5 其他方法研究进展 |
| 1.3 研究内容与论文结构安排 |
| 1.3.1 本文开展的研究工作和特色 |
| 1.3.2 论文结构安排 |
| 第二章 大规模并行计算平台PANDA |
| 2.1 引言 |
| 2.2 PANDA平台概况介绍 |
| 2.2.1 JAUMIN框架简介 |
| 2.2.2 PANDA平台下的并行实现 |
| 2.3 相关算法理论介绍 |
| 2.3.1 模态分析 |
| 2.3.2 响应谱分析 |
| 2.3.3 谐响应分析 |
| 2.3.4 随机振动分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于模态加速度法的算法设计和并行实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 谐响应求解中的模态加速度法相关理论 |
| 3.2.1 单点或面力激励作用下的模态加速度法 |
| 3.2.2 多点力激励作用下的模态加速度法 |
| 3.2.3 多点基础激励作用下的模态加速度法 |
| 3.3 谐响应求解中的模态加速度法算法设计 |
| 3.4 并行实现 |
| 3.4.1 模态加速度类 |
| 3.4.2 类的合作关系 |
| 3.4.3 修正项的施加 |
| 3.4.4 激励谱曲线离散 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 数值算例研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值算例 |
| 4.2.1 单点激励作用下谐响应分析测试——简支梁算例 |
| 4.2.2 多点激励作用下谐响应分析测试——连杆机构算例 |
| 4.2.3 大规模并行可扩展性研究——振动台动圈和夹具组合结构算例 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加的主要科研项目、发表论文及学术交流情况 |
（7）基于动力刚度法裂纹修正铁木辛柯梁研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 修正过后的Timoshenko梁研究现状 |
| 1.2.2 动力刚度法研究现状 |
| 1.2.3 裂纹梁的研究现状 |
| 1.3 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 修正Timoshenko梁自由振动分析 |
| 2.1 修正Timoshenko梁的控制微分方程 |
| 2.2 修正Timoshenko梁精确横向位移和转角的形函数 |
| 2.3 修正Timoshenko梁的动力刚度法 |
| 2.3.1 动力刚度矩阵的形成 |
| 2.3.2 Wittrick-Wiliams算法 |
| 2.3.3 导护型牛顿法 |
| 2.4 修正Timoshenko梁数值算例 |
| 2.4.1 两端简支梁的固有频率和振型 |
| 2.4.2 悬臂梁的固有频率和振型 |
| 2.4.3 两端固端梁的固有频率和振型 |
| 2.5 轴向力作用下修正Timoshenko梁横向自由振动 |
| 2.5.1 轴向拉力作用下的固有频率 |
| 2.5.2 轴向压力作用下的固有频率 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 修正Timoshenko裂纹梁的振动分析 |
| 3.1 修正Timoshenko裂纹梁的自由振动 |
| 3.1.1 裂纹弯曲弹簧模型 |
| 3.1.2 裂纹梁的动力刚度法 |
| 3.2 弯曲弹簧模型算例比较 |
| 3.2.1 铝梁单个裂纹工况七种无质量弯曲弹簧模拟结果 |
| 3.2.2 铝梁两个裂纹工况七种无质量弯曲弹簧模拟结果 |
| 3.2.3 钢梁单个裂纹工况七种无质量弯曲弹簧模拟结果 |
| 3.3 弯曲弹簧与剪切弹簧共同模拟裂纹的情况 |
| 3.3.1 裂纹局部柔度模型(考虑剪切弹簧) |
| 3.3.2 裂纹局部柔度模型悬臂梁算例 |
| 3.3.3 弯曲弹簧模型与局部柔度模型在不同梁高跨比情况下的对比 |
| 3.4 裂纹梁算例 |
| 3.4.1 裂纹参数对固有频率的影响 |
| 3.4.2 裂纹参数对振型的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同约束条件下修正Timoshenko裂纹梁的分析 |
| 4.1 双参数Pasternak弹性地基上修正Timoshenko梁自由振动 |
| 4.1.1 弹性地基上修正Timoshenko梁的常微分方程 |
| 4.1.2 弹性地基上修正Timoshenko梁的动力刚度法 |
| 4.2 双参数Pasternak弹性地基上修正Timoshenko裂纹梁数值结果 |
| 4.3 修正Timoshenko框架结构自由振动 |
| 4.3.1 修正Timoshenko框架动力刚度矩阵 |
| 4.3.2 数值算例验证 |
| 4.4 修正Timoshenko裂纹框架结构自由振动 |
| 4.4.1 单层单跨裂纹框架的固有频率下降情况 |
| 4.4.2 单层双跨裂纹框架的固有频率下降情况 |
| 4.4.3 双层双跨裂纹框架的固有频率下降情况 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 移动荷载作用下修正Timoshenko裂纹梁的分析 |
| 5.1 动力刚度矩阵与波谱单元刚度矩阵的一致性 |
| 5.2 移动荷载在频域中的等效节点荷载 |
| 5.2.1 移动荷载的表达式 |
| 5.2.2 移动荷载的频域等效节点荷载 |
| 5.3 动力响应计算流程 |
| 5.4 快速傅利叶变化的性质 |
| 5.5 数值算例 |
| 5.5.1 无裂纹修正Timoshenko梁在移动荷载作用下的理论解 |
| 5.5.2 无裂纹修正Timoshenko梁的数值算例 |
| 5.5.3 裂纹修正Timoshenko梁的数值算例 |
| 5.6 误差存在的原因 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 未来的工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 附录 |
（8）钢—混组合梁桥车桥耦合动力响应及其影响因素研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号清单 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 钢-混凝土组合结构桥梁概况 |
| 1.2.1 钢-混凝土组合梁桥的简介 |
| 1.2.2 组合梁的各国规范制定 |
| 1.2.3 国内外组合梁的研究现状 |
| 1.3 车桥耦合振动研究的发展与现状 |
| 1.3.1 车桥耦合振动研究的发展历程 |
| 1.3.2 车桥耦合振动研究的发展现状 |
| 1.4 钢-混组合梁桥的车桥耦合振动研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 组合梁桥车桥耦合动力响应理论分析 |
| 2.1 理论介绍 |
| 2.1.1 部分粘结组合梁理论 |
| 2.1.2 Timoshenko梁理论 |
| 2.1.3 求解车桥耦合的数值方法 |
| 2.1.4 MATLAB软件简介 |
| 2.2 车桥耦合控制方程的建立 |
| 2.2.1 车辆振动方程条件假设 |
| 2.2.2 车桥耦合方程的建立 |
| 2.3 状态空间法求解自由振动 |
| 2.4 模态叠加法求解强迫振动 |
| 2.5 理论验证 |
| 2.5.1 程序流程图 |
| 2.5.2 算例验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于MATLAB的组合梁桥数值算例分析 |
| 3.1 桥梁及车辆模型 |
| 3.2 计算结果及分析 |
| 3.2.1 车桥共振条件理论分析 |
| 3.2.2 计算结果及分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 组合梁桥车桥耦合振动响应影响因素分析 |
| 4.1 影响车桥耦合振动的关键要素 |
| 4.1.1 车速的影响 |
| 4.1.2 车重的影响 |
| 4.1.3 桥面不平整度的影响 |
| 4.1.4 剪力键刚度的影响 |
| 4.2 基于MATLAB分析影响车桥耦合振动的关键因素 |
| 4.2.1 车速影响分析 |
| 4.2.2 车重影响分析 |
| 4.2.3 桥面不平顺影响分析 |
| 4.2.4 剪力键刚度影响分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 主要研究结论 |
| 5.2 论文创新点 |
| 5.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
（9）桥梁结构分析的传递矩阵法及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 传递矩阵法的发展概况 |
| 1.2 传递矩阵法在桥梁结构计算领域的研究现状 |
| 1.2.1 静力分析的传递矩阵理论 |
| 1.2.2 动力特性分析的传递矩阵理论 |
| 1.2.3 车桥耦合振动分析的传递矩阵理论 |
| 1.2.4 地震反应分析的传递矩阵理论 |
| 1.3 目前研究中存在的一些问题 |
| 1.4 本文的主要研究内容和技术路线 |
| 第2章 基于线性传递矩阵法的桥梁结构计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 铁木辛柯梁的线性传递矩阵分析理论 |
| 2.2.1 动力分析传递矩阵理论 |
| 2.2.2 梁式桥整体传递矩阵的推导方法 |
| 2.2.3 自振特性分析方法 |
| 2.3 移动激励下的动力时程分析方法 |
| 2.3.1 理论基础 |
| 2.3.2 动力时程分析模型 |
| 2.3.3 数值仿真程序编写 |
| 2.4 验算与讨论 |
| 2.4.1 连续梁桥 |
| 2.4.2 刚构桥 |
| 2.4.3 桁架梁 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 索结构的传递矩阵静力算法及其应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 索结构静力分析的传递矩阵理论 |
| 3.3 空缆状态下悬索桥的传递矩阵分析模型 |
| 3.4 应用与讨论 |
| 3.4.1 悬索静力计算 |
| 3.4.2 悬索桥锚跨索力及散索鞍偏角的施工调整方法 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 基于离散时间传递矩阵法的桥梁动力计算方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铁木辛柯梁的离散时间传递矩阵法 |
| 4.2.1 离散时间传递矩阵法的基本理论 |
| 4.2.2 梁单元的离散时间场传递矩阵 |
| 4.2.3 传递协调单元的离散时间传递矩阵 |
| 4.2.4 整体传递矩阵的建立及系统方程组的求解方法 |
| 4.3 外激励作用下的动力时程分析 |
| 4.3.1 移动激励作用下的动力时程分析 |
| 4.3.2 地震动力时程分析 |
| 4.4 验算与讨论 |
| 4.4.1 刚构桥整体传递矩阵 |
| 4.4.2 移动荷载激励下的动力时程分析 |
| 4.4.3 地震动力时程分析 |
| 4.5 与有限元法的计算效率对比 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 基于离散时间传递矩阵法的车桥耦合振动分析方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于离散时间传递矩阵法的车辆振动计算方法 |
| 5.3 基于离散时间传递矩阵法的车桥耦合振动分析方法 |
| 5.3.1 离散时间传递矩阵耦联求解法 |
| 5.3.2 离散时间传递矩阵分离迭代求解法 |
| 5.3.3 数值仿真程序编写方法 |
| 5.4 验算与讨论 |
| 5.4.1 双轴移动车辆简化模型 |
| 5.4.2 质点-弹簧-阻尼过简支梁 |
| 5.4.3 移动质点-弹簧-阻尼组过刚构桥 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 传递矩阵法在大跨桥梁振动计算中的应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 索梁组合结构振动分析的传递矩阵算法 |
| 6.2.1 索梁组合结构的传递矩阵法计算模型 |
| 6.2.2 索梁组合结构离散时间整体传递矩阵 |
| 6.2.3 外激励作用下索梁组合结构振动计算的传递矩阵法算法 |
| 6.3 算例 |
| 6.3.1 索梁组合结构结构参数 |
| 6.3.2 索梁组合结构自振特性分析 |
| 6.3.3 列车荷载作用下的索梁组合结构振动分析结果 |
| 6.3.4 地震荷载作用下的索梁组合结构振动分析结果 |
| 6.3.5 与有限元程序的计算效率对比 |
| 6.4 小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
| 一、攻读博士学位期间发表的论文 |
| 二、攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（10）考虑风屏障遮风作用和列车风效应的车桥系统振动分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 风屏障遮风效应的研究现状 |
| 1.3 列车风效应的研究现状 |
| 1.4 风车桥理论进展 |
| 1.4.1 车桥系统风荷载研究现状 |
| 1.4.2 车桥耦合振动研究现状 |
| 1.4.3 风-车-桥系统研究现状 |
| 1.5 本文主要内容及研究思路 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 风屏障对车桥系统振动特性影响的实验研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 风屏障遮风效应的风洞实验研究 |
| 2.2.1 实验概况 |
| 2.2.2 试验模型 |
| 2.2.3 试验方法 |
| 2.3 车辆静力三分力系数分析 |
| 2.3.1 测压数据处理方法 |
| 2.3.2 风屏障高度和透风率影响 |
| 2.3.3 风屏障位置的影响 |
| 2.3.4 行车位置的影响 |
| 2.3.5 线路结构形式的影响 |
| 2.4 桥梁静力三分力系数分析 |
| 2.4.1 测力数据处理方法 |
| 2.4.2 风屏障高度和透风率的影响 |
| 2.4.3 风屏障位置的影响 |
| 2.4.4 行车位置的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 列车风和自然风联合作用下车桥系统风场的数值分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 计算流体力学基本理论 |
| 3.2.1 基本控制方程 |
| 3.2.2 湍流模型 |
| 3.2.3 流场计算的主要数值方法 |
| 3.2.4 列车运动的实现 |
| 3.3 考虑列车实际运动的车桥系统计算模型 |
| 3.3.1 模型尺寸 |
| 3.3.2 网格划分和边界条件 |
| 3.3.3 风场特性监测点的设置 |
| 3.3.4 CFD数值模型的验证 |
| 3.4 列车风场的研究 |
| 3.4.1 动车模型与静车模型对比 |
| 3.4.2 列车车速对列车风场的影响 |
| 3.5 联合风场的研究 |
| 3.5.1 联合风速分析 |
| 3.5.2 列车车速对联合风场的影响 |
| 3.5.3 横风风速对联合风场的影响 |
| 3.5.4 联合风场的流场分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 考虑列车风效应的风-车-桥系统动力分析模型 |
| 4.1 榇述 |
| 4.2 车辆模型 |
| 4.2.1 车辆模型基本假定 |
| 4.2.2 车辆运动方程 |
| 4.3 桥梁模型 |
| 4.4 风荷载模型 |
| 4.4.1 脉动风场的数值模拟 |
| 4.4.2 静风荷载 |
| 4.4.3 抖振风荷载 |
| 4.5 轮轨相互作用模型 |
| 4.5.1 轨道不平顺 |
| 4.5.2 竖向密贴模型 |
| 4.5.3 简化的Kalker濡滑理论 |
| 4.6 系统运动方程的建立和求解 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 考虑风屏障和列车风效应的车桥系统振动及列车运行安全性分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 行车安全性及平稳性评价指标 |
| 5.2.1 行车安全性评价指标 |
| 5.2.2 行车平稳性评价指标 |
| 5.3 计算参数的确定 |
| 5.4 考虑列车风效应的车桥系统动力响应分析 |
| 5.4.1 列车风场中车辆运行安全性和平稳性分析 |
| 5.4.2 联合风场中车辆运行安全性和平稳性分析 |
| 5.5 考虑风屏障和列车风效应的车桥系统动力响应分析 |
| 5.5.1 考虑风屏障的列车-桥梁系统动力响应分析 |
| 5.5.2 风屏障对桥上列车安全性和桥梁动力响应的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 本文主要工作及结论 |
| 6.1.1 主要工作 |
| 6.1.2 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 进一步研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、用模态叠加法计算车辆结构的动力响应（论文参考文献）
- [1]某SUV前副车架振动疲劳性能研究[D]. 周腾. 燕山大学, 2021(01)
- [2]基于虚拟激励法对转向架构架随机振动疲劳寿命的研究[D]. 王腾飞. 西南交通大学, 2020(07)
- [3]随机风速下大跨度斜拉桥行车安全可靠性分析[D]. 向圆芳. 长沙理工大学, 2020(07)
- [4]转向架构架随机振动疲劳强度分析[D]. 王蕾. 大连交通大学, 2019(08)
- [5]车致桥梁振动压电能量收集研究[D]. 张之伟. 北京交通大学, 2019(01)
- [6]基于模态加速度法的振动谐响应修正研究与并行实现[D]. 于晨阳. 中国工程物理研究院, 2019(01)
- [7]基于动力刚度法裂纹修正铁木辛柯梁研究[D]. 陈治江. 重庆交通大学, 2019(06)
- [8]钢—混组合梁桥车桥耦合动力响应及其影响因素研究[D]. 郁乐乐. 浙江大学, 2019(01)
- [9]桥梁结构分析的传递矩阵法及其应用研究[D]. 王渊. 西南交通大学, 2019(03)
- [10]考虑风屏障遮风作用和列车风效应的车桥系统振动分析[D]. 王玉晶. 北京交通大学, 2019(01)