摘要：应用车辆-轨道非线性耦合动力学模型,分析了采用解析方法的模态叠加法、有限元法的模态叠加法和有限元法的直接积分法求解车辆-轨道耦合动力学钢轨模型的计算精度与计算效率。选取Bernoulli-Euler梁或Rayleigh-Timoshenko梁模拟钢轨,采用不同类型单元离散钢轨模型,并利用显式积分方法求解车辆-轨道耦合动力学的响应。计算结果表明：当采用Bernoulli-Euler梁钢轨模型和轨道激励频率较低时,采用协调质量阵的直接积分法计算时间是解析方法的模态叠加法的28.8倍,各种计算方法的计算结果接近;当采用Rayleigh-Timoshenko梁钢轨模型和轨道激励频率较低时,可以忽略Rayleigh-Timoshenko梁的转动惯量对车辆-轨道耦合动力学模型的响应影响;解析法的模态叠加法的计算时间比混合单元的慢64.5%。

关键词：钢轨模型 有限元法 模态叠加法 

单位：大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室; 辽宁大连116024; 西南交通大学牵引动力国家重点实验室; 四川成都610031