Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
1 Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej. Monografie

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: drgania liniowe

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Analiza drgań wieszara cięgnowego jako modelu kolejowej sieci trakcyjnej obciążonej ruchem pantografów

Bryja D., Popiołek A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

2017

z. 64, nr 2/I

177--190

Zwiększenie prędkości jazdy pociągów i rozwój kolei dużych prędkości spowodowały wyraźny wzrost zainteresowania problemami dynamiki kolejowych sieci trakcyjnych. W ostatnich latach pojawiło się w literaturze zagranicznej wiele nowych publikacji przedstawiających zaawansowane numerycznie metody symulacji drgań górnej sieci jezdnej i pantografów. W Polsce temat ten jest stosunkowo mało znany, stąd jednym z celów pracy jest przegląd literatury na temat metod modelowania sieci trakcyjnych. Celem zasadniczym jest przedstawienie oryginalnej metody symulacji drgań sprzężonego układu sieć trakcyjna – pantograf oraz zastosowanie metody do analizy drgań przykładowej sieci trakcyjnej. Metoda bazuje na modelu obliczeniowym przedstawionym przez autorów w odrębnej pracy, sformułowanym na podstawie teorii drgań wiotkiego cięgna z ciągłym rozkładem masy. Górna sieć jezdna jest traktowana jako wstępnie napięty, wieloprzęsłowy wieszar cięgnowy złożony z liny nośnej o niepomijalnym zwisie w przęsłach i przewodu jezdnego podwieszonego za pomocą wiotkich wieszaków nie przenoszących ściskania. Sieć trakcyjna jest obciążona dwoma pantografami poruszającymi się ze stałą prędkością. Pantografy są układami dynamicznymi o dwóch stopniach swobody. Równania ruchu wyprowadzone metodą Lagrange’a – Ritza zostały w tej pracy przekształcone poprzez wyodrębnienie nieliniowych sił, które kompensują wpływ wieszaków ściskanych. Opisano metodę rozwiązania nieliniowych równań ruchu i wyjaśniono sens fizyczny stowarzyszonych z nimi równań liniowych. Przedstawiono przykład symulacji drgań sieci złożonej z dziesięciu przęseł, świadczący o efektywności i możliwościach obliczeniowych prezentowanej metody oraz zbadano wpływ tłumienia w materiale liny nośnej i przewodu jezdnego na charakterystyki dynamiczne badanej sieci.

Increasing train speeds and rapid development of high speed railway systems give rice to growing interest in dynamics of railway overhead wire systems. In recent years, many new publications on advanced numerical methods for computer simulation of vibration of pantographcatenary systems appeared in foreign literature. In Poland, this topic is relatively unknown, hence one of the objectives of this paper is to review the literature on methods for modeling overhead contact lines and pantographs. The main goal is to present an original method for simulation of pantograph and catenary coupled system vibration and the use of method in dynamic analysis of a sample system. The method is based on the computational model which have been presented in a separate article. This model is formulated on the basis of vibration theory of a continuous cable. Catenary is treated as initially tensioned, multi-span cable structure which consists of a carrying cable characterized by non-negligible static sag and a contact wire suspended by means of droppers. The slackening of droppers under compressive forces is taken into account. Catenary is subjected to a passage of two pantographs moving with constant sped, each idealized as twodegree-of-freedom dynamic system. Equations of motion of the system, derived by the use of Lagrange equations and Ritz approximation of catenary displacements, are reexpressed in this paper to extract nonlinear forces which compensate the effects of compressed droppers. The method for solving nonlinear equations of motion is described. It is also explained what is a physical meaning of linear equations associated with these nonlinear. Exemplary simulations are presented for the catenary consisting of ten spans in order to demonstrate efficiency and computing capabilities of the simulation method. An influence of the material damping in carrying rope and this in contact wire, on the dynamic response of analyzed catenary is examined.

Deterministyczne i stochastyczne metody analizy drgań mostów wiszących

Bryja D.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej. Monografie

2005

Vol. 52, nr 21

238-238

W rozprawie sformułowano uściśloną teorię przestrzennych nieliniowych drgań wieloprzęsłowych mostów wiszących, prowadzącą do uogólnienia wcześniej stosowanych, ciągłych modeli obliczeniowych. Przedstawiona teoria uwzględnia specyficzne cechy drgań mostów wiszących i może być stosowana do analizy zagadnień dynamiki nowoczesnych mostów wiszących o typowych schematach konstrukcyjnych, z dźwigarami usztywniającymi typu komorowego. Na podstawie sformułowanej teorii opracowano efektywny algorytm analizy drgań deterministycznych, dostosowany do potrzeb stochastycznej analizy drgań wymuszonych ruchem drogowym i działaniem wiatru. Omówiono przykład zastosowania algorytmu do analizy zagadnienia własnego oraz analizy dynamicznych i statycznych funkcji wpływu naciągów cięgien i przemieszczeń w wybranych przekrojach przykładowego mostu. Wyniki badań numerycznych wykazały zasadność uściśleń modelu obliczeniowego konstrukcji, wynikających z uwzględnienia poziomych przemieszczeń cięgien. Szczególną uwagę zwrócono na zagadnienie doboru modelu tłumienia. Opisano specyficzne cechy tłumienia drgań w mostach wiszących i dokonano analizy numerycznej rozwiązań problemu drgań rezonansowych, przy wymuszeniu okresową serią ruchomych sił skupionych, z zastosowaniem kilku wariantów opisu tłumienia w równaniach ruchu konstrukcji. W drugiej części rozprawy przedstawiono metody analizy drgań stochastycznych. Sformułowano dwie, całkowicie odmienne metody wyznaczania charakterystyk momentowych drgań losowych, spowodowanych ruchem drogowym. Pierwsza z nich jest przykładem podejścia analitycznego i dotyczy drgań liniowych. W drugiej metodzie, przeznaczonej do analizy drgań nieliniowych, zastosowano podejście symulacyjne z wykorzystaniem zasad symulacji zjawisk losowych w ujęciu metod typu Monte Carlo. Za pomocą metody symulacyjnej przeprowadzono analizę efektów nieliniowych oraz oceniono wpływ inercji i resorowania pojazdów na charakterystyki drgań przykładowego mostu. W sformułowaniu metody analitycznej wykorzystano teorię procesów Poissona i dynamiczne funkcje wpływu odpowiedzi mostu. Na podstawie analiz funkcji gęstości rozkładu prawdopodobieństwa zbadano możliwość aproksymowania efektów obciążenia ruchem drogowym w stanie ustalonym, przez stacjonarne procesy gaussowskie. Przedstawiono metody badania niezawodności mostów wiszących, w sensie pierwszego przekroczenia poziomu granicznego i w aspekcie zmęczenia materiału. Rozważania skoncentrowano na problemie wyboru sposobu modelowania procesów opisujących w zagadnieniu niezawodności stacjonarne drgania konstrukcji w stanie ustalonym. W ostatniej części rozprawy przedstawiono oryginalne, probabilistyczne ujęcie problemu drgań spowodowanych turbulentnym przepływem wiatru. Sformułowano stochastyczny, niestacjonarny model porywistego wiatru i odpowiadające mu formuły obciążeń aerodynamicznych mostu. Wyprowadzono rozwiązania problemu drgań losowych w zakresie teorii korelacyjnej, korzystając z aparatu matematycznego procesów stochastycznych. Pole ciśnienia wiatru podzielono na segmenty wzdłuż rozpiętości mostu, dzięki czemu uzyskano możliwość uwzględnienia przestrzennej korelacji procesów opisujących turbulencje. Przedstawiony w rozprawie zbiór metod i algorytmów, przeznaczonych do analizy drgań mostów wiszących wzbudzanych dynamicznym oddziaływaniem ruchu drogowego i działaniem wiatru, charakteryzuje się jednolitością podejścia w dziedzinie czasu, co stwarza dobre podstawy do łącznej analizy drgań, spowodowanych równoczesnym działaniem obu wymienionych obciążeń.

A qualified theory of spatial nonlinear vibrations of multi-span suspension bridges is formulated. Qualifying the theory leads to the generalization of earlier computational models. The theory presented respects the specific features of suspension bridge vibrations and it can be applied to dynamic analysis of modern suspension bridges of typical structure systems with a multi-box stiffening girder. Based on such theory an efficient algorithm for deterministic vibration analysis has been worked out with respect to requirements for stochastic analysis of vibrations excited by the highway traffic and wind action. The algorithm has been applied to an eigenproblem analysis and to an analysis of the dynamic and static influence functions of cable tensions and displacements in selected cross-sections of a hypothetical bridge. The results of numerical investigation have justified the qualification of the theory by taking the horizontal cable displacements into account. Particular attention has been paid to the problem of appropriate damping model selection. The suspension bridge damping features have been described and the numerical solutions for the resonant vibrations corresponding to an excitation by the periodic series of concentrated moving forces have been analyzed for a few damping descriptions in the equations of motion of the bridge. In the second part of the dissertation methods of stochastic vibration analysis are formulated. Two entirely different methods for determination of the moment characteristics of random vibrations caused by highway traffic have been presented. The first one is the case of an analytical approach and relates to linear vibrations. In the second method meant for nonlinear vibrations the simulation approach is applied with Monte Carlo principles for simulation of random events being used. By means of the simulation method, the nonlinear effects have been analyzed and the influence of a vehicle springing and vehicle inertia forces on vibration characteristics of hypothetical bridge have been evaluated. When formulating the analytical method the theory of stochastic Poisson process and dynamic influence functions of bridge response have been adopted. On the basis of the probability density function analysis the possibility of modeling the traffic load effects by a stationary Gaussian process has been examined. The suspension bridge reliability with respect to the material fatigue and the first crossing of boundary level is also considered. Considerations are focused on the question of how the stochastic processes describing the bridge vibrations in a steady-state should be idealized in reliability problem. In the last part of the dissertation the problem of vibrations excited by a gusty wind is investigated in the probabilistic approach. A stochastic nonstationary model of gusty wind and corresponding formulae for aerodynamic loads have been formulated. Solutions of the random vibration problem have been obtained in the range of correlation theory using the mathematical tools of stochastic processes. The wind field has been divided into many sections along the bridge span in order to take the spatial correlation between wind turbulences into consideration. The methods and algorithms presented meant for the dynamic analysis of a suspension bridge under highway traffic and gusty wind are characterized by the uniformity and similarity of approach as regards the time domain, so they can be a good basis for the total analysis of vibrations caused by simultaneous action of the two aforementioned loadings.