地铁车辆 轨道耦合动力学解析方法：直线 and 曲线、匀速 and 变速

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 轨道交通环境微振动 1
1.2 车辆-轨道耦合动力学在交通环境影响分析中的特点 2
1.3 车辆-轨道耦合动力学研究的发展 3
1.3.1 车辆与轨道相互作用研究历史回顾 4
1.3.2 列车曲线运行的轮轨相互作用研究 12
1.3.3 列车加减速运行车辆-轨道耦合动力响应研究 16
1.4 北京交通大学轨道减振与控制课题组研究进展 17
第2章 轨道系统动力学频域解析 19
2.1 线性系统动力响应的基本表达 19
2.1.1 脉冲响应函数 19
2.1.2 系统动力响应的Duhamel积分 20
2.1.3 传递函数 21
2.1.4 响函 22
2.1.5 固定激励下的频率响应 23
2.1.6 移动激励的频率响应 24
2.1.7 简谐移动激励响应函数 25
2.1.8 移动简谐荷载作用下周期结构响应传递特性 26
2.2 轨道模型解析的频响传递矩阵方法 28
2.2.1 轨道结构的力学模型 28
2.2.2 移动荷载下轨梁动力响应的广义Duhamel积分法 30
2.2.3 移动荷载下周期结构的响应 31
2.2.4 轨道结构的频响传递矩阵 33
2.3 移动简谐荷载作用下轨道结构动力响应的求解 43
2.4 案例解析 48
2.4.1 固定点脉冲荷载下的轨道频响函数 48
2.4.2 匀速移动荷载作用下的动力响应解析 51
2.4.3 移动简谐荷载作用下轨道结构动力响应分析 52
第3章 车辆-轨道动力耦合频域解析模型 56
3.1 车辆动力学方程 56
3.2 轮轨接触点的轨梁柔度矩阵 59
3.3 普通道床轨道钢轨上轮轨接触点柔度矩阵的求解 60
3.4 轨道不平顺 63
3.5 车辆-轨道的耦合及系统响应的求解 67
3.5.1 轮轨接触耦合 67
3.5.2 总轮轨力的求解 68
3.5.3 车辆动力响应的求解 69
3.5.4 轨道动力响应的求解 69
3.6 轨下基础振动力的求解 71
3.7 模型验证 73
3.8 基于无限-周期结构理论的车辆-轨道耦合动力分析软件简介 76
3.8.1 软件计算步骤 78
3.8.2 软件典型计算结果 78
3.9 案例分析 79
3.9.1 轨梁柔度系数 80
3.9.2 准静态轴重作用下轨道结构振动响应 83
3.9.3 谐波不平顺输人下轨道结构振动响应 84
3.9.4 随机不平顺输人下车辆-轨道耦合体系的响应 85
第4章 浮置板轨道车辆-轨道耦合频域解析模型 88
4.1 轨道 88
4.2 浮置板轨道动力响应的模态叠加法 88
4.2.1 验证 92
4.2.2 模型的收敛特性及移动简谐荷载作用下的轨道响应 93
4.3 列车-浮置板轨道频域动力耦合模型 99
4.3.1 车辆-轨道动力耦合模型的建立及求解基本思路 99
4.3.2 轨道轨柔度矩阵 100
4.4 列车-浮置板轨道动力相互作用仿真软件简介 102
4.4.1 软件概述 102
4.4.2 软件计算步骤及流程图 103
4.4.3 软件典型计算结果 104
4.5 案例分析 105
4.5.1 计算模型参数 105
4.5.2 浮置板轨道车辆-轨道耦合系统的动力分析 105
4.5.3 轨梁柔度系数的讨论 107
4.5.4 准静态轴重作用下轨道结构振动响应 109
4.5.5 谐波不平顺输人下轨道结构振动响应 111
4.5.6 随机不平顺输人下车辆-浮置板轨道耦合体系的响应 112
第5章 曲线轨道车辆-轨道耦合频域解析模型 117
5.1 曲经轨道车辆-轨道耦合频域解析模型的建立及求解思路 117
5.2 曲线梁静力平衡方程 118
5.3 基于Euler-Bemoulli梁模型的曲线轨梁动力响应求解 120
5.3.1 曲线轨梁动力学平衡方程 120
5.3.2 曲线轨道轨梁动力响应频域数学模态叠加法 122
5.3.3 移动简谐荷载作用下曲线轨梁动力响应求解 123
5.4 基于Timoshenko梁模型的曲线轨梁动力响应求解 127
5.5 车辆及动力方 134
5.5.1 物理模型 134
5.5.2 车辆运动方程 137
5.5.3 车辆、轮对及左右轮柔度矩阵 145
5.6 曲线轨道轮轨接触点轨梁柔度矩阵 151
5.6.1 轮轨接触点轨梁柔度矩阵 151
5.6.2 曲线轨道轮轨接触点轨梁柔度系数 153
5.7 轮轨耦合关系 156
5.7.1 轮轨垂向耦合关系 156
5.7.2 轮轨横向耦合关系 156
5.8 车辆-轨道耦合及系统动力响应的求解 159
5.8.1 车辆-轨道耦合及动态轮轨力的求解 159
5.8.2 车辆-轨道总轮轨力的求解 160
5.8.3 车辆动力响应的求解 160
5.8.4 轨道动力响应的求解 161
5.8.5 支点反力求解 164
5.8.6 曲线轨道车辆-轨道耦合频域解析模型分析程序简介 165
5.9 模型验证 167
5.9.1 轨梁柔度系数验证 167
5.9.2 车辆蛇形运动对比分析 168
5.10 曲线轨道结构振动的模型计算结果与实测结果对照分析 171
5.11 案例分析 176
5.11.1 静态轴重 176
5.11.2 随机不平顺激励 179
第6章 变速移动列车作用下轨道动力响应频域解析研究 183
6.1 变速移动荷载作用下轨道动力响应解析解 183
6.1.1 半无限空间连续体任意一点的时频域动力表达 183
6.1.2 轨道结构上任意一点的频域动力表达 184
6.1.3 系列变速移动荷载作用下轨道结构动力响应的频域表达 188
6.1.4 算例分析 190
6.2 变速移动列车作用下轨道动力响应解析研究 192
6.2.1 轨道结构柔度系数函数 192
6.2.2 轨道不顺 193
6.3 变速段地铁减振轨道动力学特性参数分析 194
第7章 加减速运行列车-曲线轨道动力响应分析 202
7.1 加减速移动荷载作用时轨道动力响应的稳态响应叠加法 202
7.2 加速移动荷载作用下曲线轨道动力响应案例分析 206
7.3 加减速行驶列车-曲线轨道耦合频域解析模型 210
7.4 案例分析 210
7.4.1 列车加速运行时响应特性分析 210
7.4.2 列车减速运行时响应特性分析 213
参考文献 217