軌道橋梁的案例
高速列車-橋梁-軌道聯(lián)合仿真難點(diǎn)分析講解（含23講詳細(xì)視頻教程）
在高速鐵路橋梁軌道聯(lián)合仿真中，車輛、橋梁、軌道三者的耦合作用非常復(fù)雜。其中，車輛與軌道之間的耦合作用是其中的關(guān)鍵問題。
高速列車運(yùn)行在橋梁上時(shí)，車輛和軌道之間的耦合作用會明顯增加。從模型上看，這種耦合作用可分為兩種：一種是“車橋耦合”，即列車通過橋梁時(shí)，橋梁和軌道會產(chǎn)生相互作用；另一種是“軌-橋-車”耦合，即列車通過橋梁時(shí)，橋梁和軌道也會產(chǎn)生相互作用。
下面就從高速列車-橋梁-軌道聯(lián)合仿真的不同難點(diǎn)進(jìn)行分析。
橋梁與軌道模型的建立
高速列車與橋梁之間的相互作用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是橋梁結(jié)構(gòu)對軌道結(jié)構(gòu)的影響；二是橋梁結(jié)構(gòu)對車輛的影響；三是車輛對橋梁結(jié)構(gòu)的影響。為了合理地考慮這三個(gè)方面，就需要建立三種模型，即車輛-軌道-橋梁模型。這三種模型中，第一種是較為常見的，即以梁橋作為車輛和軌道的相互作用單元。
第二種是在第一種模型基礎(chǔ)上，添加一個(gè)鋼軌單元，用于模擬軌道的作用。
第三種是將鋼軌、扣件等非線性構(gòu)件作為彈性構(gòu)件來模擬車輛和橋梁。其中，前兩種方法分別采用了梁橋和軌道的有限元模型，而第三種方法則是在梁橋和軌道結(jié)構(gòu)中添加一個(gè)彈性構(gòu)件來模擬車輛和軌道。
軌道幾何非線性問題
在高速鐵路橋梁軌道聯(lián)合仿真中，為了解決車輛-軌道-橋梁的耦合問題，必須考慮軌道的幾何非線性問題。幾何非線性包括材料非線性、幾何不平順和接觸非線性。
材料非線性主要是由于線路的材料特性和列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動特性，以及溫度變化等因素引起的軌道結(jié)構(gòu)的變形、剛度和阻尼特性的變化。對于不同類型的軌道，其剛度和阻尼特性是不一樣的，因此在仿真計(jì)算中必須考慮軌道系統(tǒng)的非線性特性。
對于軌道結(jié)構(gòu)的幾何不平順，包括軌道高低、水平、軌向和軌距不平順，以及這些不平順疊加所引起的各種波型。在建模時(shí)必須考慮這些不平順對車輛-軌道-橋梁耦合系統(tǒng)動力學(xué)性能的影響。
展開 求一個(gè)高鐵軌道橋梁的abaqus教學(xué)視頻或模型
求一個(gè)高鐵軌道橋梁的abaqus教學(xué)視頻或模型，橋梁有32m標(biāo)準(zhǔn)箱梁和橋梁支座與橋墩。可有償
新課程：精細(xì)化軌道-橋梁耦合振動模型建模與分析
本課程重在介紹如何在建立精細(xì)化軌道-橋梁耦合振動結(jié)構(gòu)模型，其中，梁體、底座板、軌道板和鋼軌均采用彈性梁單元模擬，扣件、CA砂漿層、滑動層、側(cè)向擋塊、剪切鋼筋、剪力齒均采用TwoNodeLink單元模擬，纖維截面非線性梁柱單元模擬鋼筋混凝土橋墩，采用Steel02材料本構(gòu)模擬縱筋、Concrete02材料本構(gòu)模擬混凝土，模擬了盆式橡膠支座的摩擦效應(yīng)、剪切銷剪斷、單向受壓，列車荷載采用集中質(zhì)量點(diǎn)模擬并與軌道剛臂連接。
主要知識點(diǎn)：
橫向節(jié)點(diǎn)數(shù)目不匹配的兩種處理方式
矩陣奇異原因：約束不足
MinMax材料本構(gòu)
單向受壓材料ENT
TwoNodeLink單元
Concrete02材料本構(gòu)參數(shù)取值
Steel02材料本構(gòu)
理想彈塑性本構(gòu)ElasticPP
PS：由于本課程介紹的模型為本人碩士畢業(yè)論文中所用案例，后續(xù)可能用于發(fā)表文章，故不提供完整命令流和Word文檔，僅提供涉及知識點(diǎn)的代碼，介意勿拍。
展開 ANSYS-APDL移動荷載過三跨雙線橋梁（含軌道） ￥900
<h1>本貼介紹ansys的從鋼軌到簡支橋梁的精細(xì)化建模以及移動荷載的動力學(xué)分析</h1><p>鋼軌采用60軌，<strong><em>Timoshenko</em>梁</strong>模擬</p><p>軌道板采用<strong>實(shí)體</strong>建模</p><p>板下<strong>支撐</strong>模擬自密實(shí)混凝土及底座板</p><p>橋梁采用<strong>實(shí)體</strong>建模</p><p>采用<strong><em>APDL</em></strong>技術(shù) 純代碼搭建 學(xué)會后可實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模</p><h2>具體建模細(xì)節(jié)可見下圖</h2><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202404/attachment/f57ded65830344d58beabc8f51cf6837.bmp" style="text-align: center">
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展開 
Abaqus中建立高速列車-無砟軌道-橋梁模型(車-軌-橋模型)及后處理
圖中為高速列車-無砟軌道-組合梁橋(單向行駛及兩車交會)及高速列車-無砟軌道-箱梁橋(京滬高鐵)的有限元模型以及后處理云圖，列車模型建模視頻已錄制，內(nèi)容十分詳細(xì)，適合研究車-軌-橋耦合系統(tǒng)有限元模型的同學(xué)學(xué)習(xí)使用，有興趣可以私聊，詳情見私信，價(jià)格可談！
基于ANSYS Workbench2024R2移動載荷 ￥50
軌道橋梁的移動載荷加載
模型
有限元模型，因?yàn)?em>軌道的復(fù)雜性，通過掃略還有多區(qū)域方式，都無法畫法，最后通過獲取截面，畫二維四邊形網(wǎng)格，然后通過拉伸的方式進(jìn)行六面體網(wǎng)格劃分。
移動載荷通過command方式進(jìn)行
結(jié)果查看
【案例】ANSYS動荷載過三跨簡支梁橋
本案例模擬的是移動荷載施加在鋼軌上，求解鋼軌、軌道板、橋梁的動力學(xué)相關(guān)參數(shù)指標(biāo)。
模型效果展示如下：
所采用的建模方式為純APDL搭建
鋼軌考慮為梁單元，軌道板考慮為板單元，橋梁考慮為實(shí)體單元。
此案例為通用案例，旨在讓大家學(xué)習(xí)后可以自由發(fā)揮到各自的模型中，或者給大家提供建模計(jì)算方法，便于各位各自到其領(lǐng)域中發(fā)揮各自所長
接下來進(jìn)行鋼軌、軌道板、橋梁動力學(xué)指標(biāo)的效果展示
鋼軌、軌道板、橋梁的位移都是絕對位移！
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Matlab鐵路車-橋耦合模型 ￥1900
: 軌道不平順樣本</p><p><strong><em>F.dat</em></strong>: 輪軌力輸出結(jié)果</p><p><strong><em>Dis_RB.dat</em></strong>: 軌道、橋梁位移輸出結(jié)果</p><p><strong><em>Dis_Car.dat</em></strong>: 車體位移輸出結(jié)果</p><p><strong><em>Acc_RB.dat</em></strong>: 軌道、橋梁加速度輸出結(jié)果</p><p><strong><em>Acc_Car.dat</em></strong>: 車體加速度輸出結(jié)果</p><p><strong>參數(shù)及結(jié)果講解.mp4</strong>：介紹程序中初始參數(shù)如何設(shè)置，以保證程序的正常運(yùn)行</p><p><strong>橋頻和振型提取.mp4</strong>：橋梁模態(tài)分析結(jié)果提取、</p><p><br></p><h1>結(jié)果展示：</h1><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202404/c1190003106fff1395b999469ab1942f.png" width="582"></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202404/5edff969fb0a6f11d4e531a396435c38.png" width="596"></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202404/ac6bb35cd5f4d7822d1ab0d09bae7b2f.png" width="
展開 德國制造那么牛，高鐵為何速度上不來？
瑙曼要求新建的軌道和橋梁必須保障高鐵ICE能夠更快抵達(dá)各大火車站。他說："如果乘坐高鐵從柏林前往法蘭克福，車從福爾達(dá)開始就慢得像在爬行。在科隆也是最后幾公里損失大量時(shí)間。"
就在今年，德國鐵路就不得不再次承認(rèn)這一點(diǎn)。第一季度的一項(xiàng)大規(guī)模試驗(yàn)中，火車司機(jī)通過提高車速以追回在線路上所耽擱的時(shí)間，但是追回的時(shí)間又在進(jìn)入大型火車站前被耗盡。而德國火車制造工業(yè)現(xiàn)在也不再追求本國火車時(shí)速創(chuàng)最高紀(jì)錄。該行業(yè)協(xié)會主席申克說："空氣阻力增加噪音，而且能源消耗不成比例，從經(jīng)濟(jì)上來講很不劃算。"瑙曼還強(qiáng)調(diào)："中國的火車也降速了。他們開300公里， 我們大約250公里。"
來源：發(fā)動機(jī)技術(shù)
展開 北京交通大學(xué)成功舉辦首屆軌道交通噪聲與振動環(huán)境影響青年學(xué)者論壇
之后，西南交通大學(xué)教授韋凱博士首先作了題為《高分子材料真實(shí)動力性能及其對軌道交通環(huán)境振動噪聲的影響機(jī)制》的主題發(fā)言，詳細(xì)介紹了他對高分子材料扣件墊板頻變特性和溫變特性及其對振動預(yù)測的影響，并介紹了磁流變阻尼減振軌道的研究進(jìn)展。
接下來，中南大學(xué)教授朱志輝博士作了題為《軌道交通環(huán)境振動的三維隨機(jī)振動分析方法研究》的主題發(fā)言，介紹了其為了提高環(huán)境振動三維動力有限元計(jì)算效率所做的計(jì)算改進(jìn)工作。
重慶交通大學(xué)副教授薛富春博士作了題為《輪軌三維滾動接觸初步研究》的發(fā)言，從車輛軌道模型的簡化研究現(xiàn)況出發(fā)，介紹了精細(xì)化輪軌分析的建模研究。
同濟(jì)大學(xué)副教授李奇博士作了題為《鐵路噪聲預(yù)測中的軌道結(jié)構(gòu)力學(xué)模型和參數(shù)估計(jì)》的發(fā)言，分別介紹了車軌橋耦合分析的頻域力法原理、軌道衰減率和扣件剛度的間接測量、輪軌組合粗糙度的間接測量以及高架軌道交通振動和噪聲的應(yīng)用實(shí)例。
東南大學(xué)副教授宋曉東博士作了題為《軌道交通橋梁噪聲預(yù)測與減振降噪研究》的發(fā)言，詳細(xì)介紹了橋梁振動噪聲正向預(yù)測、聲學(xué)逆運(yùn)算與橋梁噪聲聲源重構(gòu)方法以及橋梁減振降噪的措施研究。
在上午的論壇演講和討論中，各位專家圍繞如何更加有效模擬列車通過振動和噪聲、如何提高預(yù)測準(zhǔn)確度、如何解決計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果之間的偏差進(jìn)行了激烈的討論和充分的交流。
論壇下午共安排7場主題演講，由西南交通大學(xué)韋凱教授和同濟(jì)大學(xué)金浩博士主持。
同濟(jì)大學(xué)副研究員李莉博士作了題為《不同剛度扣件對地鐵車輛車內(nèi)噪聲的影響研究》的發(fā)言，從實(shí)車實(shí)驗(yàn)、測試數(shù)據(jù)分析和理論計(jì)算幾個(gè)方面對該問題多年來的研究歷程進(jìn)行了闡述。
展開 梯式軌枕軌道的發(fā)展歷程
(South Africa) 開發(fā)了應(yīng)用于采礦工程的梯式軌枕軌道。
STS梯式軌枕軌道示意圖
STS梯式軌枕軌道實(shí)物
（3） Railway Technical Research Institute of Japan (日本鐵研) 開發(fā)了無砟和有砟梯式軌枕軌道 (RTRI Japan laddertrack)。
RTRI梯式軌枕軌道由兩根鋼筋混凝土縱梁及三根鋼管制的橫向聯(lián)接桿構(gòu)成。下設(shè)彈性減振裝置，彈性墊層有板形、球形、角形等多種形式。能大幅度提高荷重的分散能力，又可補(bǔ)充鋼軌本身的剛性和質(zhì)量的性能特點(diǎn)。適用于整體道床，不但能充分發(fā)揮復(fù)合軌道高剛性的特點(diǎn)，還使軌道構(gòu)造具有充分的彈性。應(yīng)用于地下線可減小隧道開挖斷面，應(yīng)用于高架線可減少軌道自重和橋梁恒載。
RTRI無砟梯式軌枕軌道
RTRI有砟梯式軌枕軌道
RTRI梯軌是在傳統(tǒng)橫向軌枕、雙塊式軌枕、雙向預(yù)應(yīng)力的板式軌道和框架板軌道的基礎(chǔ)上綜合演變而來，將板式軌道的雙向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)改進(jìn)成由PC制的縱梁和鋼管制的橫向聯(lián)接桿構(gòu)成，從而消除了枕中負(fù)彎距，取消橫向預(yù)應(yīng)力，形成獨(dú)特的“縱向預(yù)應(yīng)力梁+橫向鋼連桿”框架結(jié)構(gòu)，消除了橫向預(yù)應(yīng)力，簡化了結(jié)構(gòu)和制造工藝。
RTRI梯式軌枕軌道被引入中國，并在近十年得到大量應(yīng)用。
展開 
如何精確定位和量化高鐵外部噪聲？
案例分享
西南交通大學(xué)依據(jù)ISO 3095 標(biāo)準(zhǔn)在高架橋開展通過噪聲測量（傳聲器距軌道中線7.5m/25m、高度 3.5m），并采用HBK 78 通道輪式傳聲器陣列（直徑 4m，距軌中線 7.5m，高度2m）和軌道車輛移動聲源波束成形技術(shù)BZ-5939進(jìn)行聲源識別。
結(jié)果表明：轉(zhuǎn)向架和受電弓區(qū)域是噪聲最強(qiáng)的聲源（350km/h時(shí)轉(zhuǎn)向架對總聲功率貢獻(xiàn)達(dá) 31.8%）；車廂區(qū)域聲源對通過噪聲的貢獻(xiàn)隨測量距離增加而上升，轉(zhuǎn)向架和車頭則下降；列車速度 200-350km/h 范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)向架與下部區(qū)域的貢獻(xiàn)隨速度升高而降低，車廂中部則升高。研究最終為高速列車外部噪聲控制提供了依據(jù)，同時(shí)指出未考慮軌道/ 橋梁噪聲、車身聲源貢獻(xiàn)可能被高估等局限。
更多信息請參閱Zhang, Jie, Xiao, Xinbiao, Wang, Dewei, Yang, Yan, Fan, Jing, Source Contribution Analysis for Exterior Noise of a High-Speed Train: Experiments and Simulations, Shock and Vibration, 2018, 5319460, 13 pages, 2018.
總結(jié)
通過“精確測量+ 精準(zhǔn)定位 + 定量分析”為降噪設(shè)計(jì)提供直接依據(jù)，HBK移動聲源波束形成系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)核心能力包括：
噪聲源排序：可定義受電弓、輪對、轉(zhuǎn)向架、車廂間通道等小區(qū)域，計(jì)算各區(qū)域的聲功率貢獻(xiàn)量，按“噪聲重要性”對區(qū)域排序（例如明確轉(zhuǎn)向架是主要噪聲源）。
多維度特性分析：輸出噪聲源的位置信息（疊加車輛圖像，直觀顯示部件噪聲級）、頻率成分（明確高噪聲對應(yīng)的頻率范圍）、聲功率輻射特性（量化噪聲源的貢獻(xiàn)）。
展開 通過實(shí)時(shí)駕駛模擬革新汽車人機(jī)界面（HMI）開發(fā)【3月14日直播】
（??添加客服回復(fù)【VI】進(jìn)群??）
更多福利、行業(yè)內(nèi)精彩直播、研討會，添加技術(shù)鄰客服，及時(shí)獲取~
如您需要仿真服務(wù)、對認(rèn)證感興趣，有任何問題，也可聯(lián)系技術(shù)鄰客服詳細(xì)咨詢~
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淺談高鐵結(jié)構(gòu)與新材料應(yīng)用
減振降噪材料
高速鐵路引起的噪聲源主要包括列車高速運(yùn)行時(shí)走行部的車輪與鋼軌產(chǎn)生的“輪軌噪聲”、集電弓與接觸網(wǎng)高速摩擦產(chǎn)生的“集電系統(tǒng)噪聲”、高速行車引起的“空氣動力噪聲”、行車激勵(lì)引起的橋梁結(jié)構(gòu)的振動而產(chǎn)生的“結(jié)構(gòu)噪聲”。一般都會在設(shè)計(jì)高鐵時(shí)采用低噪聲的結(jié)構(gòu)或構(gòu)造達(dá)到降噪的目的。在材料的選擇上許多化工新材料特別是化工高分子材料在減振、降噪、吸音等方面的性能優(yōu)勢是傳統(tǒng)的金屬、水泥、木材所無法比擬的，高鐵鐵軌所用到的高分子減振、降噪材料就多達(dá)十幾種。
聚氨酯、碳纖維復(fù)合材料、熱塑性彈性體、聚氯乙烯、硅橡膠、環(huán)氧樹脂、丁基橡膠、丁苯橡膠、三元乙丙膠等材料廣泛地應(yīng)用在高速鐵路的車輛、軌道、橋梁和接觸導(dǎo)線上，滿足了高速鐵路對材料的特殊要求。
展開 CAE仿真分析軟件的發(fā)展趨勢
變形系統(tǒng)與多提升系統(tǒng)的耦合分析
分析了衛(wèi)星天線、機(jī)器人、起落架等可變形系統(tǒng)在形狀變化和載荷同時(shí)作用下的變形和振動；車輛與軌道、車輛與橋梁等多體耦合狀態(tài)的靜、動、振動分析。
多相環(huán)耦合與多物理場耦合分析
多物理場（力場、滲流場、溫度場、電磁場等）的非線性耦合分析；多相和多晶型（流體、固體）。氣環(huán)耦合分析。
多尺度耦合分析
從基本材料的組成和結(jié)構(gòu)到復(fù)合材料，從合格材料到構(gòu)件，再從構(gòu)件到工程/產(chǎn)品，都有微觀和微觀模型；相反，微觀模型和微觀模型的無限疊加很難產(chǎn)生宏觀模型。因此，在工程/產(chǎn)品的精細(xì)分析中，客觀上會遇到多尺度模型的耦合問題。目前，CAE軟件僅限于宏觀物理力學(xué)模型的工程/產(chǎn)品分析。
從材料設(shè)計(jì)到工程/產(chǎn)品設(shè)計(jì)，CAE系統(tǒng)集成了仿真和優(yōu)化。隨著計(jì)算材料科學(xué)的發(fā)展，在不久的將來，計(jì)算機(jī)輔助材料設(shè)計(jì)將融入CAE軟件中，實(shí)現(xiàn)對材料性能的預(yù)測和仿真，以及對零部件和整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、性能預(yù)測和系統(tǒng)仿真，形成了一套集計(jì)算機(jī)輔助材料設(shè)計(jì)與制備、工程或產(chǎn)品設(shè)計(jì)、仿真、優(yōu)化于一體的新一代CAE系統(tǒng)。
MEMS多晶介質(zhì)的災(zāi)變組合理論與亞微觀分析
隨著多物理場、多相、多狀態(tài)介質(zhì)耦合理論和亞微米、納米科學(xué)的發(fā)展，開發(fā)用于MEMS設(shè)計(jì)計(jì)算的CAE仿真分析軟件已迫在眉睫。
對于多物理場的強(qiáng)匯流問題，多相、多狀態(tài)介質(zhì)的匯流問題，特別是多尺度匯流問題，目前還沒有成熟可靠的理論，仍然處于基礎(chǔ)研究的前沿。它們已成為國內(nèi)外科學(xué)家的主要研究對象。由于其強(qiáng)大的工業(yè)背景，基礎(chǔ)研究的任何突破都將迅速融入CAE軟件，以支持新興項(xiàng)目/產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新。
軟件技術(shù)
近年來，隨著DSP芯片的發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形處理能力得到了數(shù)百倍的提高。
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