[發明專利]高速鐵路列車-軌道-樁板結構的動力耦合分析方法

有效

• 申請號: 201310288952.3
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103310079B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 肖宏;高亮;彭華;蔡小培;井國慶;王洪剛;曹宇澤;岳會婷
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張雪梅

1.高速鐵路列車-軌道-樁板結構的動力耦合分析方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

應用ABAQUS軟件對高速列車車輛的結構、無砟軌道結構和樁板結構進行模擬仿真，建立高速鐵路列車-軌道-樁板結構的空間耦合動力學模型；

對該空間耦合動力學模型進行動力學分析。

2.根據權利要求1所述的高速鐵路列車-軌道-樁板結構的動力耦合分析方法，其特征在于，所述步驟“應用ABAQUS軟件對高速列車車輛的結構、無砟軌道結構和樁板結構進行模擬仿真，建立高速鐵路列車-軌道-樁板結構的空間耦合動力學模型”包括如下子步驟：

建立高速列車車輛的多剛體模型，且該多剛體模型包括車體、轉向架、輪對、一系懸掛和二系懸掛；

選用ABAQUS軟件的實體單元對鋼軌進行模擬，根據實際的鋼軌截面的形狀和尺寸建立鋼軌模型，建立鋼軌模型時要考慮鋼軌的截面積、慣性矩、扭轉彎矩、縱向線位移、橫向線位移、垂向線位移、轉角和軌底坡；

采用ABAQUS軟件的彈簧單元對扣件進行模擬，考慮扣件的縱向剛度、橫向剛度和垂向剛度；

按照LM磨耗型踏面建立輪對的踏面模型，輪軌的接觸類型采用ABAQUS軟件的面對面接觸類型，該面對面接觸類型的主面為車輪踏面，其從面為軌頭上表面和軌頭內側表面；

采用ABAQUS軟件的實體單元對軌道板、砂漿填充層和支撐層進行模擬，考慮軌道板、砂漿填充層和支撐層的幾何尺寸和物理屬性；

采用ABAQUS軟件的實體單元對樁板結構進行模擬，考慮樁板結構的幾何尺寸和物理屬性；

采用摩爾-庫倫本構模型和ABAQUS軟件的實體單元對路基土體進行模擬，考慮現場勘測的土體參數；

采用庫侖摩擦模型對樁土接觸進行模擬，考慮接觸面的摩擦系數。

3.根據權利要求2所述的高速鐵路列車-軌道-樁板結構的動力耦合分析方法，其特征在于，所述步驟“采用ABAQUS軟件的實體單元對軌道板、砂漿填充層和支撐層進行模擬，考慮軌道板、砂漿填充層和支撐層的幾何尺寸和物理屬性”以及所述步驟“采用ABAQUS軟件的實體單元對樁板結構進行模擬，考慮樁板結構的幾何尺寸和物理屬性”的物理屬性包括彈性模量和泊松比。

4.根據權利要求1所述的高速鐵路列車-軌道-樁板結構的動力耦合分析方法，其特征在于，所述步驟“對該空間耦合動力學模型進行動力學分析”包括如下子步驟：

計算得到包括輪軌力、車體垂向加速度和車體橫向加速度的動力學安全性指標；

計算得到包括鋼軌加速度、鋼軌垂向位移和鋼軌橫向位移的鋼軌動力學計算結果；

計算得到包括軌道板垂向加速度、軌道板垂向位移和軌道板動應力的無砟軌道結構動力學計算結果；

計算得到包括承載板和樁的垂向加速度、垂向位移、橫向位移、動應力的樁板結構動力學計算結果。

5.根據權利要求1所述的高速鐵路列車-軌道-樁板結構的動力耦合分析方法，其特征在于，所述無砟軌道結構包括鋼軌、扣件、軌道板、砂漿填充層和支撐層。

6.根據權利要求1所述的高速鐵路列車-軌道-樁板結構的動力耦合分析方法，其特征在于，所述樁板結構包括多個樁和設置于該多個樁頂端的承載板。