[發明專利]一種鐵路橋梁車致振動響應包絡值的求解方法

有效

• 申請號: 202010146125.0
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111368433B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 朱艷;李小珍;辛莉峰;雷虎軍;張佳鑫;劉星;盧遠龍
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/13
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

1.一種鐵路橋梁車致振動響應包絡值的求解方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將實測軌道不平順幾何數據轉化為關于空間頻率的功率譜密度的樣本S(ω_a)；

S2：計算樣本S(ω_a)在任意概率水平n下的功率譜密度S_n(ω_a)，a＝1，···，N)，其中n≤1，N為空間頻率的個數；

S3：根據功率譜密度S_n(ω_a)構造虛擬激勵引起的車橋耦合系統的運動方程；

S4：將軌道不平順的概率水平、橋梁結構的物理參數作為隨機因素，代入車橋耦合系統的運動方程，得到每一種隨機因素的輸出結果，所述輸出結果為動力響應的方差；

S5：對所有輸出結果及對應輸入的隨機因素進行方差分析，構建動力響應標準差關于隨機因素的回歸式；

S6：計算回歸式的最大值和最小值分別作為動力響應標準差的最大值σ_max和動力響應標準差的最小值σ_min，并計算出最大值σ_max對應的隨機因素值X_max和最小值σ_min對應的隨機因素值X_min；

S7：將橋梁結構的物理參數作為隨機因素，重復步驟S4-S6，求出動力響應均值的最小值μ_min和最大值μ_max，以及最小值μ_min對應的物理參數值Y_min和最大值μ_max對應的物理參數值Y_max；

S8：不考慮軌道不平順的隨機性，將隨機因素值X_max和X_min分別代入車橋耦合系統的運動方程，重復步驟S4，求出動力響應的平均值的最大值μ_σmax和最小值μ_σmin；

S9：設定軌道不平順的概率水平為100％，將隨機因素值Y_max和Y_min分別代入車橋耦合系統的運動方程，重復步驟S4，計算出鐵路橋梁由于車致振動引起的動力響應標準差的最大值σ_μmax和最小值σ_μmin；

S10：利用步驟S6-S9的得到的動力響應均值、動力響應標準差值和橋梁因車致振動引起的動力響應標準差值，計算鐵路橋梁車致振動響應包絡值：μ_σmax±m×σ_max、μ_σmin±m×σ_min、μ_max±m×σ_μmax、μ_σmin±m×σ_μmin，m為包絡值的概率水平。

2.根據權利要求1所述的鐵路橋梁車致振動響應包絡值的求解方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

S21：基于MATLAB統計工具箱的hist函數對所有功率譜密度的樣本S(ω_a)做統計，得到關于功率譜密度S_ω和空間頻率ω_a的二元隨機變量的概率密度分布規律p(S(ω_a),ω_a)；

S22：設定某一概率水平n，n≤1；

S23：將區間(0，n]分為l個區間，將每個區間的中心值作為二元隨機變量的發生概率F_k，k＝1，...，l，

其中0F_k≤1，其中，l為區間個數；

S24：根據功率譜密度S_ω在不同空間頻率的分布規律，計算發生概率為F_k時對應的空間頻率ω_a，得到概率水平為n的不同空間頻率對應的功率譜密度S_n(ω_a)。