王力东
- 作品数：14 被引量：108H指数：8
- 供职机构：中南大学土木工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金牵引动力国家重点实验室开放基金湖南省高校创新平台开放基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程建筑科学机械工程更多>>
- 列车—轨道—桥梁耦合系统动力方程求解方法对计算精度和效率的影响被引量：19
- 2016年
- 基于轮轨Hertz接触模型,分别建立列车—轨道—桥梁垂向耦合系统的分离迭代法和耦合时变法的系统动力方程。根据系统最高频率以及谱半径理论分析这2种系统动力方程对时间积分步长的要求以及在计算收敛性方面的差别;以8辆车编组的高速列车通过5跨简支梁桥为例,对比这2种系统动力方程的计算精度,并分析耦合时变系统动力方程不同时间积分步长对不同动力响应指标计算精度的影响规律。结果表明:分离迭代法系统动力方程受积分步内迭代稳定性和计算精度的双重控制,其时间积分步长必须小于0.2ms;而耦合时变法系统动力方程则允许采用较大的时间积分步长,但不同动力响应指标的计算精度受时间积分步长的影响不同,其中,钢轨位移、车体振动加速度、桥梁位移以及轮轨垂向力等指标对时间积分步长的变化不敏感,在1ms的积分步长下即可得到精确解,而钢轨和桥梁的振动加速度指标对时间积分步长的变化敏感,时间积分步长需要小于0.4ms。
- 朱志辉龚威王力东蔡成标余志武
- 关键词：高速列车动力响应
- 列车-高架桥式客站耦合系统振动响应分析被引量：3
- 2016年
- 针对中国高速铁路"站桥合一"大型枢纽客站的车致振动问题,以新长沙南站为例,利用自主开发的计算分析软件TRBF-DYNA建立了列车-轨道-客站耦合系统空间整体动力学分析模型,研究车致客站振动响应的分布规律、传播和衰减规律。车辆采用31自由度车辆模型,采用有限元方法建立轨道-客站三维整体动力学模型,轮轨之间采用空间非线性接触模型。开展了单线和双线行车工况下的列车-轨道-客站耦合振动分析。结果表明:受列车竖向动力荷载控制,客站以竖向振动为主;无砟轨道结构可以过滤轮轨高频激励,降低列车对轨道层主梁的冲击作用;桥式结构体系可以较好地减小轨道层振动对上部结构振动的影响;双线行车引起的客站振动响应高于单线行车,但均能满足舒适性要求;车辆行车安全性指标符合规范要求,表明该客站结构设计具有较高的安全储备。
- 朱志辉王力东蒋小金余志武蔡成标
- 关键词：高速列车客站动力响应轮轨接触无砟轨道
- 车桥耦合振动的拱桥吊杆应力冲击系数分析被引量：11
- 2019年
- 基于车桥耦合振动理论及地基微波雷达现场试验,研究了高速铁路拱桥的吊杆应力冲击系数。列车和轨道-桥梁模型分别采用刚体动力学和有限元方法建立,两子系统间通过轮轨线性Hertz接触理论实现耦合。采用地基微波雷达对吊杆两端位移进行测试,分析得到桥梁动力特性、吊杆应力时程及其冲击系数。对比地基微波雷达试验数据,验证理论模型的正确性,并基于该模型分析车速、单双线行驶和轨道不平顺对吊杆应力冲击系数的影响规律。结果表明:吊杆应力冲击系数随车速的增加而增大,当车速为300km/h时车桥共振导致吊杆应力冲击系数显著增大;德国低干扰轨道谱样本对吊杆应力冲击系数影响较小,但随着轨道平顺性的劣化,吊杆应力冲击系数显著增大。
- 朱志辉罗思慧张磊王力东余志武孟鑫
- 关键词：系杆拱桥吊杆
- 一种列车‑轨道‑结构耦合系统异步长高效动力分析方法
- 本发明一种列车‑轨道‑结构耦合系统异步长高效动力分析方法，包括列车结构模型模块、轨道结构模型模块、下部结构模型模块、车轮和轨道钢轨之间的轮轨动力接触模型模块、轨道不平顺模块、轨道和下部结构间的动力相互作用模型模块；其中，...
- 朱志辉龚威王力东杨乐
- 文献传递
- 基于精细有限元法的车致大跨度斜拉桥整体及局部振动研究被引量：9
- 2018年
- 为研究列车-大跨度板桁结构斜拉桥耦合振动引起的整体与局部振动响应问题,提出了基于车-桥耦合动力学的数值分析方法.首先建立桥梁结构精细化三维有限元模型,并由直接刚度法建立桥梁子系统动力方程;列车采用31自由度刚体动力学模型,轮轨之间分别采用赫兹非线性接触模型和非线性蠕滑力模型计算法向力和蠕滑力;利用自主开发软件TRBF-DYNA开展车-桥耦合系统加速度、动位移以及动应力分析.以主跨406m的三塔斜拉桥荆岳铁路洞庭湖大桥为研究对象,开展了不同行车线路、不同车速以及不同轨道不平顺条件下的耦合系统动力响应分析,研究了桥梁整体和局部动力响应,以及列车运行安全性指标和乘坐舒适性指标的变化规律.结果表明:正交异性钢桥面板的局部动力响应远大于钢桁架主梁;大跨度斜拉桥的动力系数较小,受车速和轨道不平顺谱的影响较小;钢桁架主梁下弦杆和腹杆处于高周疲劳应力工作状态,在疲劳性能研究中需要特别关注;设计速度条件下,桥梁动力响应指标以及列车运行安全性和舒适性指标均满足规范要求.
- 朱志辉徐智伟程玉莹王力东蔡成标
- 关键词：车-桥耦合振动铁路斜拉桥有限单元法轮轨接触动力响应
- 多种垂向轮轨关系的对比及改进的车-线-桥系统迭代模型的建立被引量：20
- 2017年
- 对比分析非线性赫兹接触、线性赫兹接触、刚性接触这3种轮轨接触模型对车-线-桥垂向耦合系统动力分析结果的影响,并建立改进的车-线-桥耦合系统迭代计算模型。车辆模型采用多体系统动力学建立,轨道-桥梁模型采用有限元方法建立,根据不同的轮轨接触模型,建立相应的轮轨力计算公式,并采用分离迭代法计算耦合系统振动响应。在数值算例中,以高速列车通过5跨简支梁桥为计算背景,对不同轮轨接触模型的仿真计算结果进行对比分析。针对传统车-线-桥耦合系统迭代计算模型计算效率低的问题,建立改进的迭代计算模型。研究结果表明:线性赫兹接触模型与非线性赫兹接触模型得到的车体加速度、轮轨力、钢轨和桥梁的位移和加速度均较吻合,但前者的计算效率较低;忽略轮对惯性力的刚性接触模型无法得到准确的钢轨和桥梁加速度;改进模型通过建立包含轮轨接触弹簧的车辆模型来提高车辆子系统的迭代稳定性,其计算效率比传统模型提高近7倍;为保证计算结果的准确性,车-线-桥耦合振动计算中应考虑时间步内的迭代计算。
- 朱志辉王力东龚威余志武蔡成标
- 关键词：赫兹接触迭代模型
- 车致“站桥合一”大型客站的振动响应被引量：6
- 2016年
- 针对高速列车通过"站桥合一"客站所引起的客站振动问题,探讨车致客站振动响应特点、车致振动传播规律和客站振动主要影响因素。首先,以天津西站站房结构为例,利用自主开发的计算分析软件TRBF-DYNA建立"站桥合一"客站的列车-轨道-客站耦合系统空间整体动力学数值模型,分别采用多刚体动力学方法建立31自由度车辆模型,采用三维有限元方法建立轨道-客站系统模型,采用可分离式的非线性赫兹接触模型模拟轮轨接触。最后,对不同工况下列车-轨道-客站耦合振动进行分析。研究结果表明:客站以竖向振动为主,沿着与线路垂直方向和楼层高度方向,车致振动在传播的过程中快速衰减;客站动力响应及列车行车安全性指标符合规范要求,表明我国现行"站桥合一"大型客站结构设计安全度较高。
- 朱志辉王力东官斌余志武郭向荣
- 关键词：客站高速列车动力响应轮轨接触无砟轨道
- 地震作用下铁路斜拉桥动力响应及行车安全性研究被引量：8
- 2017年
- 为研究高速铁路斜拉桥在地震作用下的车-桥耦合动力响应及列车走行性能,以新建杭长客专铁路长沙段(112 m+80 m+32 m)槽型截面独塔斜拉桥为研究对象,利用车-线-桥耦合动力学分析软件TRBF-DYNA建立了考虑地震作用的列车-轨道-桥梁耦合系统空间动力分析模型。采用等效荷载法计算轨道-桥梁子系统的地震响应,通过考虑拟静力位移分量,将钢轨相对地震响应转化为绝对坐标系下动力响应,最终通过空间轮轨滚动接触模型将地震作用传递至车辆子系统。对比分析了不同列车运行速度和不同地震强度条件下桥梁、列车动力响应的变化规律,评估了列车行车安全性能。结果表明:地震对列车运行安全性有显著影响,根据我国规范可判断列车在7度、8度、9度多遇地震下的安全行车速度阈值分别为200 km/h、180 km/h和140 km/h;根据轮轨接触评判准则,在80 km/h^240 km/h的行车速度范围内,在7度、8度和9度多遇地震下轮轨相对位移仍在安全范围内。
- 朱志辉杨乐王力东蔡成标戴公连
- 关键词：地震有限元铁路斜拉桥动力响应
- 一种列车‑轨道‑结构耦合系统高效动力分析方法
- 本发明一种列车‑轨道‑结构耦合系统高效动力分析方法，其特征在于：包括车辆结构模型模块、轨道结构模型模块、下部结构模型模块、车轮和轨道钢轨之间的轮轨动力接触模型模块、轨道不平顺模块、轨道和下部结构间的动力相互作用模型模块；...
- 朱志辉龚威王力东杨乐
- 文献传递
- 基于车-桥随机振动模型的简支梁桥墩顶垂向动反力特征研究被引量：10
- 2018年
- 为研究高速铁路简支梁桥墩顶垂向动反力的随机性特征,基于虚拟激励法和有限元方法,建立了列车-轨道-桥梁耦合系统竖向随机振动模型。采用多体动力学理论建立具有二系悬挂的质量-弹簧-阻尼系统列车模型;采用有限元方法建立轨道-桥梁有限元模型;基于等效Hertz线性轮轨接触关系建立列车-轨道-桥梁耦合系统动力学方程。通过虚拟激励法将轨道高低不平顺转化为一系列简谐不平顺的叠加,将非平稳随机振动问题转化为确定性时间历程问题,推导了列车-轨道-桥梁耦合时变系统随机振动计算模型。基于该计算模型,以五跨32 m预应力混凝土简支箱梁桥为研究对象,研究了轨道不平顺和车速对墩顶垂向动反力随机特征的影响。结果表明:墩顶垂向动反力受列车轴重引起的确定性激励控制,轨道不平顺随机激励对其影响显著;不同轨道不平顺随机激励下墩顶动反力均方根(σ)不同,基于3σ法得到的限值(μ±3σ)相差较大;随着车速的增大,墩顶动反力均方根(σ)逐渐增大。
- 朱志辉黄承志王力东时瑾余志武蔡成标
