1. 研究目的与意义（文献综述）

目的及意义

随着我国国民经济的快速发展，交通运输工具在规模和技术上都有了快速的发展，并反过来为经济的发展注入了强大的动力。作为交通运输系统的大动脉，铁路起着举足轻重的作用。随着列车运行速度的提高、密度的增加、载重的加大，车辆与结构的相互作用问题越来越突出尤其是桥梁结构，它是高速铁路线上的重要的基础设施，在高速铁路上中占据着相当大的比例，而且具有跨度大、刚度小、受力面积小等特点。在受到动力冲击时，振动效应非常明显，而且反过来作用在车辆上，影响车辆运行的安全性和平稳性。所以对高速铁路车桥耦合振动问题进行研究是非常有必要的。

车桥耦合振动问题日益受到人们的重视，主要原因是列车通过桥梁时会引起桥梁的振动。这时桥梁同时承受静力作用、移动荷载以及车辆对桥梁的动力作用，这些力共同作用会使结构部件产生疲劳，降低其强度和稳定性，并且会对车辆运行造成影响。因此，车桥耦合问题在桥梁设计中占据着相当重要的地位，而且设计思路已经从过去适应于低速运营的静力设计转化为适应于高速运营的动力设计，综合考虑车桥间的共同作用，分析和研究桥上高速行驶列车的动力响应尤其是近几十年，随着高速铁路的出现和大跨度桥梁的发展，这个问题已成为桥梁振动领域中一个重要课题。

车桥耦合振动问题以分析力学的一般原理为基础，以振动理论为依据，融合了结构工程学、交通工程学、环境工程学、车辆动力学和轨道动力学等多个学科的内容，是一个交叉性很强的课题。车桥耦合问题主要研究车桥耦合系统在各种不同激励作用下的动力响应，弄清各种形式的车桥耦合动力作用的特征及其影响因素，进而寻求减振措施，以保证桥梁结构本身的安全性和列车的平顺和稳定性。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容

（1）学习结构动力学，了解动力学研究的基本方法和概念，重点掌握动力方程的建立与求解方法；

（2）运用d’alemert原理建立车辆十自由度的动力方程，得到列车的质量、刚度和阻尼矩阵。（在matlab中实现）；

3. 研究计划与安排

1. 第1周：查阅相关资料，明确设计内容，了解论文的要求和基本内容。

2. 第2周：理论建立车辆子模型的动力方程，并验证其正确性。

3. 第3-4周：学习ansys建立轨道-桥梁的有限元模型，并进行加载受力分析，验证模型的正确性。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 刘晶波 结构动力学 机械工业出版社

[2] 朱志辉, 龚威, 张磊等. 基于分离迭代和耦合时变的列车—轨道—桥梁耦合系统高效动力分析混合算法[j]. 中国铁道科学, 2018, 第39卷(1):66-74.

[3] 朱志辉, 龚威, 王力东等. 列车—轨道—桥梁耦合系统动力方程求解方法对计算精度和效率的影响[j]. 中国铁道科学, 2016, 第37卷(5):17-26.