一种列车-轨道-基础结构系统动力响应求解方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种列车

【技术实现步骤摘要】
一种列车
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轨道
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基础结构系统动力响应求解方法及其系统


[0001]本专利技术属于铁道工程
，具体涉及一种列车
‑
轨道
‑
基础结构系统动力响应求解方法及其系统。

技术介绍

[0002]列车
‑
轨道
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基础结构动力相互作用是涉及车辆
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轨道动力学、结构动力学和土木工程等多学科基础研究领域。随着铁路建设和国家发展战略的要求，如何准确揭示服役期内车
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线
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基础结构的相互作用机理，进而优化系统设计、评估系统状态等，对于提升列车运行品质、指导轨道
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基础结构养护维修具有重要意义。
[0003]对于铁路基础结构大系统而言，采用计算机模拟方法揭示服役期内系统的动力行为是一种行之有效的手段。近年来，列车
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轨道
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基础结构相互作用分析方法已经逐渐完善；其中，目前针对动力学求解的通用显式或隐式求解策略，对于小尺度低维系统在小积分步长本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车
‑
轨道
‑
基础结构系统动力响应求解方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：根据待分析的列车
‑
轨道
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基础结构系统的配置，构建列车
‑
轨道
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基础结构相互作用模型；其中，将列车、轨道视为子系统A，将基础结构系统视为子系统B；步骤S2：基于步骤S1构建的所述车
‑
轨道
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基础结构相互作用模型进行数值仿真得到所述列车
‑
轨道
‑
基础结构系统的动力响应；其中，进入动力响应的周期性分析，并针对每个分析周期，均判断所述子系统A和所述子系统B是否存在相互作用区域；若存在，采用混合积分策略分别计算所述子系统A和所述子系统B的动力响应，即所述子系统A和所述子系统B分别采用不同积分方法计算出各自的动力响应；若不存在，采用单一积分策略计算所述子系统A的动力响应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合积分策略为：基于所述子系统A和所述子系统B之间的相互作用力，所述子系统A和所述子系统B分别采用不同积分方法计算出各自的动力响应，并记录各自积分方法的时间步时长；若某一子系统的某一时间步的端点时刻t与另一子系统的每个时间步的端点时刻均不重合，利用插值法确定所述另一子系统在端点时刻t的响应，并基于插值后的响应值计算出两个子系统的相互作用力，进而将其引入所述某一子系统对应的积分方法计算出所述某一子系统的动力响应。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：若所述子系统A和所述子系统B存在相互作用区域时，采用混合积分策略分别计算所述子系统A和所述子系统B的动力响应的过程如下：1)获取所述子系统A和所述子系统B各自积分方法的时间步时长Δt
t
、Δt
s
；2)采用各自对应的积分方法分别计算开始时刻点所述子系统A和所述子系统B的动力响应，进入下一时间步；3)确认所述子系统A和所述子系统B在各自下一时间步对应的端点时刻T
t
(N
t
)，T
s
(N
s
)，N
t
，N
s
分别对应所述子系统A和所述子系统B的时间步编号，4)判断各子系统的时间关系，具体如下：a)当T
t
(N
t
)＝T
s
(N
s
)，计算所述子系统A和所述子系统B的相互作用力，并分别引入各自对应的积分方法中得到所述子系统A和所述子系统B各自预测的下一时间步的动力响应；b)当T
t
(N
t
)＞T
s
(N
s
)，采用插值法计算出所述子系统A在T
s
(N
s
)时刻的响应，再计算所述子系统A和所述子系统B的相互作用力，最后将相互作用力引入所述子系统B对应的积分方法中得到所述子系统B预测的下一时间步的动力响应；c)当T
t
(N
t
)＜T
s
(N
s
)时，采用插值法计算出所述子系统B在T
t
(N
t
)时刻的响应，再计算所述子系统A和所述子系统B的相互作用力，最后将相互作用力引入所述子系统A对应的积分方法中得到所述子系统A预测的下一时间步的动力响应。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：存在相互作用区域时，所述子系统A与所述子系统B的相互作用力是基于力素平衡原则的列车
‑
轨道系统与基础结构子系统时变耦合规则计算出的；不存在相互作用区域时，先基于力素平衡原则的列车
‑
轨道系统与基础结构子系统时变耦合规则计算出所述子系统A中轨道结构的附加载荷向量，再将其引入积分法计算出所述子系统A的动力响应。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：基于列车
‑
轨道系统与基础结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐磊，余志武，刘虎兵，谈遂，毛建锋，单智，王卫东，娄平，朱志辉，王琨，宋力，柏文，陈志辉，盘柳，朱仔旭，闫斌，陈伟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：