公路橋梁車橋耦合振動(dòng)分析.pdf

1、研究公路橋梁與車輛耦合振動(dòng)問題具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文將橋梁和車輛視為兩個(gè)子系統(tǒng)，車輛采用5個(gè)自由度的模型，橋梁采用基于梁?jiǎn)卧挠邢拊Ｐ停ㄟ^車輪和橋面接觸處的幾何協(xié)調(diào)條件和力的平衡條件將兩個(gè)子系統(tǒng)聯(lián)系起來；采用三角級(jí)數(shù)法模擬按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)劃分的A、B、C和D級(jí)路面的不平順，作為車橋耦合振動(dòng)的激勵(lì)輸入，根據(jù)橋面不平順及初始條件，形成作用于車輛上的力；采用Newmark-β算法求解車輛系統(tǒng)振動(dòng)方程，得出車輛的時(shí)間～響應(yīng)序列，并據(jù)此形成

2、作用于橋梁上的力。具體實(shí)施時(shí)，利用有限元軟件Ansys的二次開發(fā)APDL語言編寫了車橋耦合系統(tǒng)迭代計(jì)算的命令流，進(jìn)行車橋耦合系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算。本文分析了路面不平順、車重、車速、車懸架剛度、車懸架阻尼、輪胎剛度、輪胎阻尼、橋梁抗彎剛度、橋梁阻尼比等因素對(duì)橋梁動(dòng)力響應(yīng)、車輛動(dòng)力響應(yīng)、汽車對(duì)橋梁的沖擊系數(shù)、乘客舒適性等的影響，得到如下結(jié)論：
　　 1.隨著路面等級(jí)的降低，橋梁動(dòng)力響應(yīng)、車輛動(dòng)力響應(yīng)、汽車對(duì)橋梁的沖擊系數(shù)都增大，而乘客的

3、舒適性則急劇降低。
　　 2.隨著車速的提高，橋梁跨中動(dòng)力響應(yīng)和沖擊系數(shù)增大，車速對(duì)車輛動(dòng)力響應(yīng)的影響還與路面狀況有關(guān)。
　　 3.隨著車重的增大，橋梁跨中動(dòng)力響應(yīng)先減小后增大；車體豎向振動(dòng)響應(yīng)減小。
　　 4.隨著車懸架剛度和懸架阻尼的增大，橋梁跨中動(dòng)力響應(yīng)、沖擊系數(shù)增大。
　　 5.隨著輪胎剛度的增大，橋梁跨中節(jié)點(diǎn)最大動(dòng)位移、加速度、彎矩的交化趨勢(shì)為先增大后減小，而跨中最大剪力的變化趨勢(shì)為增大；除跨中

4、剪力外，橋梁其它跨中動(dòng)力響應(yīng)都隨輪胎阻尼增大麗增加；輪胎剛度和阻尼對(duì)沖擊系數(shù)的影響較小。隨著車輪剛度的增大，車體所有動(dòng)力響應(yīng)都先減小后增大；隨車輪阻尼的增加，汽車所有動(dòng)力響應(yīng)都減緩，乘客舒適性有所提高。
　　 6.隨橋梁抗彎剛度的增大，橋梁跨中節(jié)點(diǎn)動(dòng)位移和加速度減小，剪力和彎矩增大，汽車對(duì)橋梁的沖擊系數(shù)增加。隨著橋梁阻尼比增大，橋梁動(dòng)力響應(yīng)均降低，阻尼對(duì)汽車沖擊系數(shù)的影響較小。橋梁抗彎剛度和阻尼對(duì)車體動(dòng)力響應(yīng)的影響較小，整體趨勢(shì)