高速磁浮列车-桥梁耦合系统实时混合试验中的数值模拟方法研究

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:repopw
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高速磁浮列车在桥梁上的行驶速度极快,设计时速可达600km/h。在使用传统的实验方法进行研究时,受限于磁浮线路造价高昂,相关实验研究工作难以开展。使用基于参考系转换原理的实时混合试验方法可以有效地节约试验线路的建造成本,更真实地反映磁浮列车在线路上运行的动力特性。在实时混合试验前,有必要对车桥耦合系统的动力响应进行比较准确和高效的数值模拟,从而为实时混合试验提供参考和对比的依据。本文基于线性弹簧阻尼磁浮力模型,推导了适用于模拟磁浮列车的滑动单元,并在有限元软件OpenSees上实现。与已有研究成果对比,证实了该单元模型的可靠性。在高速磁浮列车-桥梁耦合系统的实时混合试验中,磁浮列车为物理子结构,磁浮桥梁为数值子结构。数值桥梁系统的输入信号为磁浮力,通过实时计算输出桥梁动力响应。考虑到该问题的特殊性,即桥梁模型很长且在桥上行车过程中桥梁的振动主要集中在列车周围有限的区域内,本文在MATLAB平台编写了仅考虑列车附近有限跨桥梁的实时更新截断桥梁模型法,通过和全跨模型对比验证了其准确性和高效性。并在xPC平台进行实时仿真,研究了桥梁阻尼比、荷载移动速度、以及截取不同跨数对该算法的精度与实时性的影响。最后,本文使用商业软件ANSYS、SIMPACK、Simulink分别建立磁浮桥梁、磁浮列车、振动台的模型并最后整合至Simulink平台进行高速磁浮列车-桥梁耦合系统实时混合试验的数值模拟。提出了一种新型的桥梁动力响应快速计算方法,即移动荷载积分法。在实时计算时基于线性叠加原理,快速得到桥梁的动力响应;并结合弹塑性数值子结构方法拓展到考虑局部非线性的桥梁响应分析。结合影响域截断法仅考虑两跨影响域时可将数值试验的时步控制在1/256s,为车桥耦合系统的实时混合试验提供了一种实用的方法和有价值的参考。
其他文献
语义分析是基于自然语言进行语义信息分析的方法之一,旨在通过句子的语义结构表示语言的结构。语义分析属于人工智能领域内的一个分支,是自然语言处理的基础核心任务之一,也是实现各种智能系统的关键技术,为知识图谱、智能问答、自动驾驶等应用提供了基础。近年来,随着互联网、信息行业的高速发展,各行各业开始建设以“大数据”为导向的数据中台信息管理系统。同样,在学术界,“大数据”已经成为各个学术领域研究的热点。经统
学位
下击暴流是一种强烈的下沉气流,能够在地面或地面附近引起破坏性的强风,对输电线塔、桥梁和建筑等结构物有着重大的安全威胁。已有研究针对两栋相同建筑间的互相干扰,证实了来流前方建筑阻挡下击暴流冲击风后的建筑尾流将对后方建筑造成一定的负压影响。而现实生活中,高层建筑周围存在多数较低矮建筑,下击暴流的冲击风作用于相对较低的建筑之后,产生的建筑尾流将影响后方高层建筑的风压分布特性,其结果将与作用两栋相同建筑的
学位
随着城市化进程的加快和建造技术的发展,各地的高层建筑数量和体量明显增加,玻璃幕墙也被越来越广泛地运用到建筑的围护结构中。在强风环境下,松散的具有一定质量的构件会被卷起在风场中运动成为风致飞射物,而风致飞射物碎片的冲击正是建筑物围护结构在强风环境下遭受破坏的一个重要原因,此类冲击对于建筑的结构安全和使用观感都会造成比较大的破坏。因此,本文旨在研究典型的飞射物和玻璃幕墙,通过对飞射物的飞行机理、撞击模
学位
伴随着居民的生活水平不断改善、消费能力不断提高,信贷方式的多样化、贷款门槛的慢慢降低,越来越多的人们开始通过贷款进行消费。人们的消费观念慢慢向贷款消费转变倾斜,这使得信贷机构面临的信用风险逐渐增大。因此对信贷机构的管理水平与风险控制均提出了更高的要求,也对信贷机构能够更准确地识别出存在潜在违约风险客户的能力有了更高的要求。对于信贷业务每年动辄数万亿资金体量而言,即使预测准确率仅仅是微小的提升,都将
学位
地震灾害严重威胁人类的生命财产安全,基础隔震系统能够减轻地震给建筑物带来的风险。该系统通常表现出强烈的非线性特征,非线性时程分析的计算结果受不同地震输入的影响大,采用规范反应谱计算可以避免不同地震波对计算结果的影响,但规范反应谱仅能考虑结构的线性响应,因此等效线性化方法经常被用于基础隔震系统的简化计算。如何提出合理的等效线性化模型,并提高等效线性化方法的计算精度成为该领域的研究重点。本文首先选择B
学位
汽车制造业作为我国经济发展的重要组成部分,在为国家创造利税方面有着不可替代的作用。同时《中国制造2025》提出将新能源汽车作为未来十大重点领域之一。但是,近年来我国汽车制造业呈现出一种高基数、低增速的新常态。在新常态经济下,汽车制造业上市公司往往处于一个动荡环境中,如果没有及时控制企业可能会面临的负债风险,公司的资金流通和财务运转就会在转变过程中出现各种问题。同时考虑到汽车制造业是属于分期付款的一
学位
1978年以来,中国经济持续、高速发展,2000-2010年,GDP增速保持在10%左右,经济“新常态”以来,GDP增速有所回落,但依旧高于世界同期2%左右。然而,国民经济高速发展的背后也面临着生态难题,长期粗放式的经济发展模式,消耗了大量的资源,对生态环境也造成不可逆转的危害。城市群是在经济快速发展过程中,以大城市为核心,汇聚大量资源和人力资本,不断向周边城市扩展而形成的城市群体。其中最具有代表
学位
碳纤维复合增强材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)具有优异的力学性能及耐久性能,可以与海水海砂混凝土共同用于海工结构中,完美地解决了海水海砂中氯离子带来的钢筋锈蚀问题,但目前对CFRP筋与海水海砂混凝土之间共同工作时的粘结性能还缺少比较全面的理论研究。本文通过试验、数值模拟、以及理论计算结果对CFRP-海水海砂混凝土粘结性能中的破坏机理、粘结力分布、本构
学位
目前以EPC、PPP总包合同和全过程咨询合同为代表的新型承发包模式和咨询模式取得更广泛的应用。项目承包人和咨询单位普遍承接多个工程项目,同时与多位发包人签订不同类型的合同文本,带来大量合同风险管理工作。然而目前建设工程合同风险识别长期依赖人工审查,效率低下且容易受人员经验制约,合同风险管理信息化水平亟需提高。因此本文使用自然语言处理(NLP)和深度学习(DL)技术,设计一种采用智能化手段检测建设工
学位
结构健康监测近年来得到了不断的发展,其通过利用桥梁在不同情况下的响应数据来对桥梁的状况进行评估。小波分析和小波包分析有着良好的时频分析能力,相关学者运用小波和小波包方法作了许多关于桥梁结构健康监测的研究,但是这些研究还存在一些不足,本论文的主要研究目的是利用小波包/小波分析方法和其他方法相结合来改善现有方法的不足,更好对桥梁结构的健康状况进行评估,为桥梁结构的日常运营维护和损伤修缮提供依据。在本论
学位