实验概况：列车在桥梁上高速运行时，车-桥梁之间的耦合振动会加剧桥梁及车辆的动力响应，从而对车辆行车安全性和乘坐舒适性造成不利影响。由于铁路线路实行封闭式管理模式，开展现场实际行车动力响应试验困难；同时，由于室内车桥耦合振动实验需要场地大，模型车移动速度低等缺点，难以真实再现实际高速列车、重载列车所引起的桥梁强烈振动及列车脱轨等极限状态的模拟。本虚拟实验采用自主开发的车-桥耦合振动分析软件模拟典型铁路简支梁的车桥耦合振动情况，并通过三维可视化的结果展示，为学生全面了解车桥耦合振动机理和振动响应特点提供帮助。

实验目标：通过基于车桥耦合振动数值仿真分析软件的虚拟实验，使学生了解我国轨道交通的主要车辆类型、轨道和桥梁结构形式，理解轨道随机不平顺谱的构造方式和数值模拟手段，掌握有限元建模、边界条件设定等基本知识。

实验功能：通过车桥耦合振动数值仿真分析软件建立虚拟仿真模型，开展多种轨道不平顺激励下不同列车编组在不同运行速度下通过桥梁时车-桥耦合系统的动力响应。主要包括：车辆振动加速度及车体平稳性指标、轨道-桥梁结构动力响应，以及轮轨垂向力、轮轨横向力、轮重减载率和脱轨系数等行车安全指标，从而综合评定桥梁动力性能以及列车过桥时的行车安全性与乘车舒适性。

教学效果：通过本模块的实验，使学生了解轨道交通中各种轨道结构的特点和区别，掌握列车、轨道以及桥梁结构有限元数值模型的建模方法；其次通过三维数值仿真分析结果，增强学生对车桥耦合振动响应主要影响因素的认识，加深对桥梁共振车速、桥梁动力放大系数以及车辆行车安全性的了解，提高了教学的生动性和直观性。

图65 车桥耦合振动实验与虚拟实验效果图