车桥竖向耦合振动的建模与数值解法探讨

车桥竖向耦合振动研究及数值解法是一篇深入探讨了高速铁路车辆与桥梁系统动力学特性的重要学术论文，由曾婵娟撰写，发表于武汉理工大学土木工程与建筑学院。论文针对车辆与桥梁之间的复杂振动耦合问题，提出了全面的车辆竖向分析模型和精确的轮对运动方程。作者将车辆、轨道不平顺和桥梁视为一个整体系统，通过将车桥系统划分为桥梁和车辆两个子系统，分别建立各自的运动方程，并通过轮轨接触处的位移协调条件和轮轨间相互作用力的平衡关系，建立起整个系统的控制方程。 研究中，车辆模型考虑了车体与前后转向架的浮沉与点头运动，采用二系悬挂系统，假定轮对的竖向加速度、速度和位移与桥梁保持一致，这有助于简化分析并准确模拟实际运行情况。特别是引入轮轨弹性接触的概念，将每个轮对的竖向位移作为独立自由度，使得模型更加精确。 文章的核心内容是运用数值方法求解建立的车桥系统控制方程，这不仅能够细致地分析高速车桥的动力学特性，而且为高速铁路桥梁的工程设计提供了有力的理论支持。这种方法对于理解和控制车辆在高速行驶过程中可能遇到的振动问题至关重要，对于提升铁路系统的安全性与舒适性具有重要意义。 国内外学者长期以来都密切关注车辆与桥梁振动耦合问题的研究，尤其是在列车速度提升后，这种耦合作用变得更为显著。通过本文的工作，可以为解决此类复杂振动问题提供新的研究视角和技术手段。 这篇首发论文对车桥竖向耦合振动的深入研究，不仅推动了铁路工程领域的理论进步，也为实际工程中的振动控制提供了科学依据，对于保障高速铁路的运行安全和乘客体验具有深远影响。