風(fēng)-車-橋耦合振動研究.pdf

1、風(fēng)-車-橋的空間耦合振動的本質(zhì)可理解為：風(fēng)與車的相互作用，車與橋的相互作用、風(fēng)與橋的流固耦合以及此三者之間的相互作用。影響其相互間作用的主要因素有風(fēng)的自然界屬性、橋梁的動力特性及車輛的振動性能。要搞清楚其相互作用，必須得對其影響因素進(jìn)行深入探究，故本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究。
　　對寸灘長江大橋橋址處風(fēng)環(huán)境進(jìn)行了長達(dá)一年的觀測，將觀測的時(shí)域風(fēng)速數(shù)據(jù)進(jìn)行快速離散傅里葉變換，得到其風(fēng)速譜值，對其譜值進(jìn)行最小二乘法擬合，獲得符合橋

2、址處風(fēng)環(huán)境的風(fēng)譜函數(shù)。根據(jù)所獲得的脈動風(fēng)速譜函數(shù)基于改進(jìn)的諧波合成法開發(fā)了三維脈動風(fēng)場模擬程序SWFCMN，利用該程序，獲得了主梁每個(gè)節(jié)點(diǎn)的豎向和水平向脈動風(fēng)速時(shí)程序列。
　　進(jìn)行了寸灘大橋?qū)掦w箱梁節(jié)段模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，獲得三分力系數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的風(fēng)速和抖振力進(jìn)行快速離散傅里葉變換，獲得風(fēng)速譜和力譜，進(jìn)而依據(jù)該值擬合出氣動導(dǎo)納函數(shù)。
　　建立了常見車輛的振動力學(xué)模型，分析了橋梁對路面的激勵(lì)，研究表明該激勵(lì)可以按綜合為路面粗糙度

3、來考慮，給出了綜合路面粗糙度的概念。基于MATLAB平臺開發(fā)了模擬路面平整度的程序LMPZD，采用該程序模擬了A、B、C三種路面粗糙度，并與其譜值進(jìn)行了對比，結(jié)果完全吻合。在此基礎(chǔ)上給出了分離迭代法計(jì)算車橋耦合的原理，及其二者邊界協(xié)調(diào)條件。
　　介紹了基于分離迭代法計(jì)算風(fēng)-車-橋耦合的程序開發(fā)手段，基于開放的 ansys二次開發(fā)平臺APDL，依據(jù)分離迭代法原理開發(fā)了風(fēng)-車-橋耦合計(jì)算程序，該程序用常規(guī)的ansys建立橋梁計(jì)算模型，

4、利用APDL編程形成車輛的剛度、質(zhì)量、阻尼，荷載矩陣，并采用 Newmark法進(jìn)行車輛動力方程的求解。介紹的風(fēng)-車-橋耦合振動的應(yīng)用之一，評價(jià)行車安安性。建立了評價(jià)行車安全的三種事故模型，給出了寸灘長江大橋極端天氣車輛管制的臨界參考風(fēng)速。
　　橋梁抖振響應(yīng)的計(jì)算結(jié)果表明：氣動導(dǎo)納函數(shù)對抖振力的影響很大，考慮非線性和不考慮非線性結(jié)果差別也很顯著，這說明大跨度懸索橋的柔度大，其非線性影響不可忽略。
　　風(fēng)-車-橋的計(jì)算表明，不同