Методика расчета динамического взаимодействия подвижных нагрузок с мостами с применением программных комплексов конечно-элементного анализа

• Автор: Архипенко, Юрий Васильевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1. Анализ состояния вопроса и постановка задачи исследования.

1.1. Этапы развития динамики взаимодействия мостовых сооружений с подвижными нагрузками
1.2. Применение метода конечных элементов к решению задачи взаимодействия подвижных нагрузок с мостовыми

сооружениями

1.3. Выводы по главе. Цель и задачи исследования.

Глава 2. Математическое моделирование динамической системы мостовое сооружение подвижная нагрузка.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Описание модели динамического взаимодействия подвижной нагрузки с мостовым сооружением .
2.3. Формулировка уравнений движения динамической системы мостовое сооружение подвижная нагрузка.
2.4. Итерационный метод решения уравнений движения динамической системы мостовое сооружение подвижная нагрузка.
2.3. Выводы по главе.
Глава 3. Разработка и программная реализация методики расчета динамического взаимодействия подвижной нагрузки с мостовыми сооружениями с применением программных комплексов конечноэлементного анализа
3.1. Разработка методики расчета динамического взаимодействия подвижного состава с мостовыми сооружениями
3.2. Возможность использования универсальных программных комплексов конечноэлементного анализа для расчета динамического взаимодействия подвижной нагрузки с мостами
3.3. Структура универсального программного комплекса МБСЫазЦап Гог Vi.
3.4. Программная реализация методики расчета динамического взаимодействия подвижной нагрузки с мостовыми сооружениями на примере комплекса ОупБуз
3.5. Выводы по главе.
Глава 4. Решение тестовой задачи динамического взаимодействия сталежелезобетонного пролетного строения моста с грузовым автомобилем БелАЗ
4.1. Описание тестовой задачи
4.2. Описание модели пролетного строения.
4.3. Описание модели автомобиля БелАЗ
4.4. Определение значения коэффициента поперечной установки нагрузки и включенной в работу части изгибной жесткости.
4.5. Расчет динамического взаимодействия сталежелезобетонного
пролетного строения моста с грузовым автомобилем БелАЗ0, движущемся по оси пролетного строения со скоростью 6 мс
4.6. Расчет динамического взаимодействия сталежелезобетонного
пролетного строения моста с грузовым автомобилем БелАЗ0, движущемся по оси пролетного строения со скоростью мс.
4.7. Выводы по главе.
Глава 5. Применение методики расчета динамического взаимодействия к решению задачи движения автомобиля КамАЗ1 по неразрезному сталежелезобетонному пролетному строению автодорожного моста через пути Московской железной дороги у станции Болшево
в г. Королеве
5.1. Краткое описание конструкции
5.2. Описание динамических испытаний автодорожного моста.
5.3. Расчет динамического взаимодействия пространственной модели пролетного строения автодорожного моста с пространственной моделью грузового автомобиля КамАЗ1, движущегося со скоростью ,8 кмч
5.4. Выводы по главе.
Глава 6. Расчет динамического взаимодействия автомобильных подвижных нагрузок с мостовыми сооружениями различных конструктивных форм
6.1. Расчет динамического взаимодействия грузового автомобиля КамАЗ1 с арочным пролетным строением автодорожного моста через р. Кепшу на автомобильной дороге Адлер Красная Поляна
6.2. Расчет динамического взаимодействия грузового автомобиля БелАЗ0 с вантовым пролетным строением автодорожного моста через р. Обь в районе г. Сургута на Федеральной автомобильной дороге Тюмень ХантыМансийск
6.3. Выводы по главе.
Заключение. Основные результаты и выводы
Библиографический указатель
Введение
Актуальность


Г. Ройтбурд Н. П. Тарасенко, Т. Н. Яковлев, , Ii, . I. и др. Разработкой и исследованием моделей подвижного состава различных видов транспорта занимались В. Л. Афанасьев, А. Г. Барченков, Н. Г. Бондарь, М. Ф. Вериго, В. П. Жигарев, А. Я. Коган, Ю. А. Радзиховский, Р. В. Ротгенбсрг, Хачатуров и др. Развитию методов расчета мостовых сооружений на динамические нагрузки в том числе и на подвижную нагрузку способствовали также работы А. Н. Аверина, Барченковой, Варнавского, Б. Е. Горбовского, Д. Г. Грошева, Долганова, В. Б. Зылева, Л. И. Иосилевского, С. И. Конашенко, О. В. Лужина, Р. И. Мальцева, Носарева, В. О. Осипова, Я. Г. Пановко, Ю. В. Полякова, В. Д. Потапова, А. Р. Ржаницына, Римского, И. А. Сильницкого, А. Ф. Смирнова, А. М. Уздина, А. С.Н. Шаповалова, Г. С. Шестоперова, Штейна, Т. М. и др. С появлением ЭВМ началось бурное развитие численных методов расчета мостовых сооружений на воздействие подвижной нагрузки. В работах , для получения численного решения задачи о движении подрессоренной нагрузки использовалась вычислительная схема Штермера, в работе метод переменного масштаба времени. Следует отметить также применение асимптотических методов . В начале х годов прошлого века начал формироваться метод интегральных уравнений, идея которого восходит к интегральному уравнению Тимошенко , описывающему удар упругого тела о балку. Большой вклад в развитие метода внесли работы С. С. Кохманюка, Г. Б. Муравского и А. П. Филиппова. Так, Г. Б. Муравский в работе использовал метод интегральных уравнений для решения задачи о воздействии подвижной нагрузки на бесконечную балку на упругом основании, а затем обобщил этот подход на конечные балки. В исследованиях С. С. Кохманюка и А. П. Филиппова , на основе интеграла Дюамеля строится система интегральных уравнений, которая в решается по шагам с помощью квадратурной формулы Гаусса. Если же точность формулы Гаусса оказывается недостаточной, применяется асимптотическое разложение. В середине х годов XX в. Применение метода к расчету пролетных строений железнодорожных мостов на подвижную нагрузку рассмотрено в работах , и . В основу метода положена элементарная расчетная схема, параметры которой определяют из сопоставления аналитических результатов с опытными данными. Так, например, балочное пролетное строение заменяется невесомой балкой, имеющей приведенную массу в середине пролета. Подвижной состав моделируется сплошной равномерно распределенной подрессоренной нагрузкой. Задача взаимодействия заменяется задачей воздействия подвижной нагрузки на пролетное строение и анализом колебаний. В качестве основного фактора, вызывающего колебания пролетного строения и подвижного состава, принимают кинематическое возбуждение. В конце х начале х годов XX века сформировалось еще одно направление решения задач динамического взаимодействия подвижных нагрузок с мостовыми сооружениями, широко применявшееся для изучения динамики автодорожных мостов. В первую очередь здесь необходимо отметить большой вклад работ А. И. Ананьина, А. Г. Барченкова, Сафронова. РунгеКутты. Данный подход предусматривает учет сил инерции конструкции и нагрузки, влияния обратной связи т. В 1 приведены системы уравнений движения для различных плоских моделей автомобилей и системы уравнений движения для различных плоских моделей мостовых сооружений, включая балочный мост, шарнирную ферму, вантовый мост, балку Лангера с подвесками. В работе рассмотрено применение данного подхода к расчету висячих и вантовых мостов, в работе выполнен расчет вантового моста на подвижную нагрузку с учетом выключения вант. К недостаткам данного подхода можно отнести необходимость составления различных типов уравнений движения для различных типов мостовых сооружений, отсутствие практической возможности создания сложных моделей, содержащих различные конструктивные элементы строительной механики и теории упругости стержни, пластины, объемные тела, вытекающая из этого возможность использования только довольно простых, в основном плоских стержневых расчетных схем.