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列车-结构耦合作用的随机振动分析方法PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：赵岩，张亚辉，林家浩着
• 出 版 社：北京：科学出版社
• 出版年份：2018
• ISBN：9787030584502
• 页数：306 页

图书介绍：本书系统介绍了随机振动虚拟激励法在交通工程中的应用。内容包括：第1章介绍随机振动的基础知识；第2-3章介绍线性系统随机振动分析的虚拟激励法及辛方法；第4-5章介绍虚拟激励法在车轨耦合系统随机振动分析中的应用及列车运行平顺性优化；第6-7章介绍虚拟激励法在车桥耦合系统随机振动中的应用及地震作用下系统随机响应；第8-9章介绍移动随机荷载作用下连续体随机振动分析；第10章介绍具有不确定参数车轨耦合系统随机振动问题。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：公路桥头跳车处理方法研究下一篇：中低速磁浮交通系统工程化应用 长沙磁浮快线 《列车-结构耦合作用的随机振动分析方法》目录 标签：耦合 振动 列车 作用 结构

第1章 线性结构随机振动的虚拟激励法1

1.1线性时不变系统的虚拟激励法1

1.1.1平稳随机振动1

1.1.2非平稳随机振动6

1.2线性时变系统的虚拟激励法12

1.2.1结构受单点平稳随机激励12

1.2.2结构受多点完全相干平稳随机激励13

1.2.3结构受多点部分相干平稳随机激励15

1.3随机波在周期子结构中传播的虚拟激励法16

1.3.1周期子结构链的频域方程16

1.3.2周期子结构链的辛本征值及简谐波传播18

1.3.3平稳随机波在周期子结构链中的传播21

参考文献21

第2章 移动荷载作用下结构响应的精细积分方法24

2.1精细积分方法24

2.1.1结构运动方程的状态空间形式24

2.1.2指数矩阵的精细计算25

2.1.3常用的精细积分格式27

2.2移动荷载作用下桥梁结构动力响应28

2.2.1移动荷载作用下结构运动方程29

2.2.2移动荷载模拟及分解29

2.2.3结构响应的精细积分31

2.3移动质量作用下桥梁结构动力响应34

2.3.1移动质量作用下桥梁运动方程34

2.3.2耦合作用力的连续动态分解36

2.3.3精细积分求解格式38

参考文献44

第3章 虚拟激励法在车轨耦合系统随机振动中的应用46

3.1二维车轨耦合系统随机振动分析46

3.1.1垂向车轨耦合系统动力学方程47

3.1.2垂向车轨耦合系统中的随机振动的虚拟激励法53

3.2三维车轨耦合系统随机振动分析61

3.2.1弹性车轨耦合系统分析模型62

3.2.2有限元车轨耦合系统随机振动的虚拟激励法68

3.3基于随机振动方法的列车运行舒适性评估74

3.3.1车辆运行舒适性评价的常用准则75

3.3.2影响车辆运行舒适性的主要因素81

参考文献87

第4章 车轨耦合系统灵敏度分析及平顺性优化89

4.1基于虚拟激励法的参数灵敏度分析89

4.1.1结构平稳随机响应的一阶灵敏度分析89

4.1.2结构平稳随机响应的高阶灵敏度分析91

4.1.3基于振型叠加法的随机响应灵敏度分析93

4.2具有不确定参数车轨耦合系统随机振动灵敏度分析95

4.2.1耦合系统动力学方程96

4.2.2车轨耦合系统随机振动的灵敏度分析100

4.3基于有限元车轨耦合系统的车辆平顺性优化105

4.3.1刚柔混合车轨耦合系统运动方程及运行舒适度分析105

4.3.2车辆悬挂系统平顺性优化设计108

参考文献114

第5章 虚拟激励法在车桥耦合系统随机振动中的应用116

5.1车桥耦合系统垂向随机振动分析116

5.1.1垂向车桥耦合系统运动方程117

5.1.2虚拟激励法求解车桥耦合系统的垂向随机响应119

5.2三维车桥耦合系统随机振动分析125

5.2.1车桥系统耦合运动方程126

5.2.2PEM-PIM求解三维车桥耦合系统随机响应132

5.3车桥耦合系统振动分析的预估免迭代方法139

5.3.1车桥耦合系统运动方程140

5.3.2预估格式的车桥耦合问题精细积分法143

5.3.3轨道不平顺下的随机振动分析148

参考文献155

第6章 地震作用下车桥耦合系统随机响应156

6.1地震输入功率谱模型及其空间效应156

6.1.1地面运动功率谱模型156

6.1.2地面运动的空间效应157

6.2一致地震作用下车桥耦合系统随机响应160

6.2.1地震作用下车桥耦合系统运动方程160

6.2.2PEM-PIM求解车桥耦合系统随机地震响应161

6.2.3非平稳随机响应最大值估计162

6.3考虑行波效应的车桥耦合系统随机地震响应169

6.3.1考虑行波效应地震作用下车桥系统耦合运动方程169

6.3.2车桥耦合系统随机地震响应求解172

6.4多点随机地震作用下车桥耦合系统随机响应分析177

6.4.1考虑地震作用的车桥耦合系统运动方程178

6.4.2虚拟激励法在车桥多点地震分析中的应用182

参考文献190

第7章 移动随机荷载作用下连续体随机振动分析192

7.1移动随机荷载作用下Kelvin地基上无限长梁的随机振动分析192

7.1.1结构动力学模型及控制微分方程192

7.1.2结构非平稳随机响应的功率谱分析193

7.1.3移动荷载临界速度分析196

7.2移动随机荷载作用下弹性半空间体随机振动分析的Green函数法202

7.2.1随机振动分析及系统Green函数202

7.2.2半空间体在移动随机线源均布荷载作用下的响应207

7.3移动随机荷载作用下弹性半空间体动力响应的积分变换方法213

7.3.1系统的动力学控制方程213

7.3.2随机振动分析的积分变换方法215

参考文献230

第8章 移动随机荷载作用下结构-弹性半空间耦合随机振动分析231

8.1考虑相干效应移动随机激励作用下连续体随机振动分析231

8.1.1连续体多点平稳激励分析的虚拟激励法231

8.1.2连续体非平稳随机振动分析233

8.2移动随机荷载作用下梁-地基土随机振动分析的混合方法240

8.2.1动力学模型及控制方程240

8.2.2非平稳随机振动演变功率谱闭合解241

8.3哈密顿体系下移动荷载致地面非平稳随机振动的虚拟激励法251

8.3.1移动荷载作用下线性系统非平稳随机响应251

8.3.2移动坐标系下系统运动方程及多点激励的虚拟激励方法253

8.3.3求解波传播运动方程的精细积分算法255

参考文献264

第9章 具有不确定参数结构系统随机振动分析265

9.1平稳随机振动的高阶摄动分析方法265

9.1.1平稳随机响应的一阶摄动方法265

9.1.2平稳随机响应的高阶摄动方法266

9.2悬挂参数具有不确定性的车轨耦合系统的舒适度评价272

9.2.1舒适度评价指标273

9.2.2改进摄动法273

9.2.3具有不确定参数舒适度指标277

9.3复合随机振动分析的混沌多项式-虚拟激励方法283

9.3.1连续函数的正交多项式逼近283

9.3.2随机函数的混沌多项式展开286

9.3.3不确定参数系统复合随机振动分析287

9.4非高斯随机参数车轨耦合系统随机振动分析296

9.4.1广义混沌多项式296

9.4.2耦合系统复合随机振动分析299

参考文献304

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摘要：本文针对列车-结构耦合作用的随机振动分析方法，从理论分析、数值模拟、实验验证和实际应用四个方面进行了详细阐述，旨在为相关领域的研究提供参考。

1、理论分析

列车-结构耦合作用的随机振动分析方法首先从理论层面进行了深入研究。通过对列车运行过程中产生的随机振动进行数学建模，分析了列车与结构之间的相互作用机理。该方法主要包括随机振动理论、线性系统理论、随机过程理论等，为后续的数值模拟和实验验证提供了理论基础。

在理论分析阶段，研究者们对列车运行过程中的随机振动进行了详细的研究，包括振动频率、振幅、相位等参数。通过对这些参数的分析，揭示了列车与结构之间的耦合作用规律，为后续的研究提供了重要依据。

此外，理论分析阶段还涉及到了列车运行过程中的非线性因素，如列车轮轨接触非线性、结构阻尼非线性等。这些非线性因素对列车-结构耦合作用的随机振动分析具有重要意义，有助于提高分析结果的准确性。

2、数值模拟

在理论分析的基础上，研究者们利用数值模拟方法对列车-结构耦合作用的随机振动进行了深入分析。数值模拟方法主要包括有限元法、离散时间法等，可以有效地模拟列车与结构之间的相互作用。

通过数值模拟，研究者们可以直观地观察到列车运行过程中产生的随机振动现象，如振动传播、能量分布等。同时，数值模拟还可以对列车-结构耦合作用的随机振动进行定量分析，为实际工程应用提供数据支持。

在数值模拟过程中，研究者们对不同的列车运行速度、轨道条件、结构参数等因素进行了研究，分析了这些因素对列车-结构耦合作用的随机振动的影响。这些研究成果对于提高列车运行的安全性、舒适性具有重要意义。

3、实验验证

为了验证理论分析和数值模拟结果的准确性，研究者们进行了实验验证。实验验证主要包括现场测试和实验室模拟两种方式。

现场测试主要针对实际运行的列车和结构进行，通过安装传感器等设备，实时监测列车运行过程中的振动情况。实验室模拟则通过搭建实验平台，模拟列车运行过程中的振动环境，对理论分析和数值模拟结果进行验证。

实验验证结果表明，理论分析和数值模拟结果与实际运行情况基本吻合，为列车-结构耦合作用的随机振动分析方法提供了有力支持。

4、实际应用

列车-结构耦合作用的随机振动分析方法在实际工程应用中具有重要意义。该方法可以用于评估列车运行过程中的振动水平，为列车设计、轨道维护、结构优化等提供依据。

在实际应用中，该方法已被广泛应用于高速铁路、城市轨道交通等领域。通过优化列车和结构设计，可以有效降低列车运行过程中的振动，提高乘客的舒适性和安全性。

此外，该方法还可以用于预测列车运行过程中的故障风险，为列车维护和检修提供指导。

总结：

本文从理论分析、数值模拟、实验验证和实际应用四个方面对列车-结构耦合作用的随机振动分析方法进行了详细阐述。该方法为相关领域的研究提供了重要参考，有助于提高列车运行的安全性、舒适性。

本文的研究成果对于推动我国轨道交通事业的发展具有重要意义。

本文由nayona.cn整理

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