高速铁路车桥耦合动力学分析与MATLAB应用

"这篇毕业论文主要探讨了基于MATLAB的车桥耦合动力学分析，研究高速列车对桥梁动力响应的影响以及如何运用减震技术优化桥梁设计。" 在高速铁路领域，随着速度、安全和乘客舒适性的不断提升，车桥耦合动力学分析显得尤为重要。论文首先介绍了简支梁桥在高速铁路桥梁建设中的广泛应用，因为它们具有较小的基础沉降量，有利于保证列车运行的安全。高速列车与普通列车相比，其对桥梁的动力作用存在显著差异，因此，对这种动力作用的研究对于高速铁路桥梁设计具有实际指导价值。 论文的主要研究内容分为以下几个部分： 1. 建立了单轴弹簧质量系统模型，通过推导运动平衡方程并采用Newmark方法进行数值求解，为后续车桥耦合分析程序的编制打下基础。这一部分展示了利用MATLAB进行动态分析的基本方法和步骤。 2. 探讨了10自由度的两系悬挂垂向车辆模型，建立了车桥耦合振动的控制方程，并使用MATLAB编写了相应的迭代求解程序。通过对不同列车速度和轨道不平顺条件下的系统随机振动特性的分析，发现不平顺程度增加会增大系统的响应，调制函数系数也相应增大。 3. 研究了在谐和激励下的单自由度振动系统的减震技术，特别是Tuned Mass Damper (TMD)的优化参数设计。进一步，论文构建了在列车荷载作为随机激励时，包含MTMD（Multiple-Tuned Mass Damper）和结构振动控制振型坐标的系统动力平衡方程。通过实例分析，设计并应用MTMD来控制车辆桥梁系统的动力响应，以此减少列车通过时产生的振动影响。 该论文深入研究了车桥耦合系统的动力行为，运用MATLAB进行数值模拟，探讨了高速列车对桥梁动力响应的影响，同时提出了减震策略以提高桥梁结构的稳定性和安全性。关键词涵盖车桥耦合系统、MATLAB软件的应用以及MTMD减震技术，体现了论文的核心研究内容。