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列车通过桥梁引起的振动,通常称作车-桥耦合振动,又可称为车桥动力相互作用。随着中国铁路旅客列车速度不断提高,货物列车载重明显增大,高速铁路全面建设等,列车和轨道与桥梁的相互作用明显增强。因此,对列车-桥梁动力相互作用进行深入分析,以便正确评估桥梁和列车动力性能,是现代高速、重载铁路桥梁设计的实际需要,同时对于研究列车在高速运行时的稳定性和舒适性也提供了重要帮助。本文在振动理论和Euler-Bernoulli梁假设的基础上,推导了用矩阵表达的简支梁在移动力、移动质量及移动弹簧质量模型作用下的平衡方程。基于Newmark法在ANSYS环境下利用APDL编制程序求解变系数微分方程,对采用移动力、移动质量、移动弹簧质量模型下的简支梁的动态响应进行研究。并利用ANSYS采用位移接触法建立求解三种车桥耦合的有限元模型,并将其计算的数值解与解析解进行对比。其次对移动质量速度、移动质量大小及导数简化对移动质量模型下简支梁动力响应的影响进行计算分析。研究了在弹簧质量模型下移动车辆速度与简支梁振动最大挠度和最大加速度的关系。然后在时间频域表示的轨道不平顺功率谱的基础上利用APDL编制程序对轨道不平顺进行模拟。用模拟得到的时域不平顺曲线反求其功率谱密度函数,以确保时域不平顺曲线的正确性。推导了简支梁在移动质量及移动弹簧质量模型下,受重力作用及梁形为正弦波时的用矩阵表达的平衡方程。基于Newmark法在ANSYS环境下利用APDL编制程序求解变系数微分方程,并利用ANSYS采用位移接触法建立求解在受重力作用及梁形为正弦波时的有限元模型,并将其计算的数值解与解析解进行对比。将模拟得到的不平顺引入质量弹簧模型,研究其对桥梁和车辆的响应带来的影响。最后利用ANSYS建立32 m简支箱梁以及24 t轴重的高速列车有限元模型,用位移接触法求解列车在轨道上的运行过程。通过瞬态分析,对列车在轨道上的振动特性进行分析。结果表明,ANSYS可对高速列车及桥梁进行良好的仿真动力分析,对车-桥耦合的研究提供便利条件,免去编制特殊程序求解变系数微分方程的烦恼,并为车-桥耦合分析提供了方法和依据。