車-橋耦合系統(tǒng)的振動(dòng)分析.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)是橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究中的一項(xiàng)重要課題。隨著現(xiàn)代公路交通建設(shè)飛速發(fā)展,新建橋梁數(shù)量日益增加,其在車輛荷載作用下的動(dòng)力問(wèn)題愈加不容忽視,國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者對(duì)車-橋耦合系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題雖已做了大量工作,但仍有不少問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。
　　 本文首先研究了車-橋耦合系統(tǒng)固有頻率的問(wèn)題。建立了耦合系統(tǒng)的振動(dòng)微分方程,利用特征值方法求得耦合系統(tǒng)的前三階固有頻率隨質(zhì)量比、位置比和剛度比變化的三維圖形、車輛勻速行駛時(shí)橋梁跨中撓度的時(shí)

2、間歷程曲線,并對(duì)跑車仿真實(shí)驗(yàn)法,剎車仿真實(shí)驗(yàn)法和特征值方法得出的結(jié)果進(jìn)行了比較。數(shù)值仿真結(jié)果表明,車-橋耦合系統(tǒng)的各階固有頻率并非常數(shù),而與系統(tǒng)的質(zhì)量比、位置比和剛度比以及車速等諸多因素有關(guān),若用梁的固有頻率代替耦合系統(tǒng)的固有頻率有時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。
　　 其次研究了裝入隔振器的車-橋耦合系統(tǒng)振動(dòng)問(wèn)題。建立了車-橋耦合系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程,應(yīng)用數(shù)值積分法求解。研究了車速、初速度、加速度、隔振器剛度及阻尼對(duì)車.橋耦合系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的

3、影響,對(duì)比分析了未裝隔振器與裝入隔振器對(duì)車橋耦合系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的影響。數(shù)值結(jié)果表明,車輛初速度、加速度對(duì)耦合系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)有不同程度的影響；隔振器有利于減小耦合系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng),從而提高橋梁的剛度和強(qiáng)度。
　　 最后研究了多臺(tái)變速車輛與橋梁耦合系統(tǒng)的振動(dòng)問(wèn)題。建立了車-橋耦合系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程,應(yīng)用數(shù)值積分法求解。數(shù)值結(jié)果表明,車-橋耦合系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)并非隨車速、初速度增大而增大；并非車間距越小,耦合系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)就越大,只有當(dāng)車間距

4、為零或半個(gè)橋跨長(zhǎng)時(shí),最大撓度值才近似為單車時(shí)的二倍；單車在橋上行駛時(shí),橋梁阻尼對(duì)橋梁跨中撓度影響不大。但多車情況下橋梁阻尼對(duì)耦合系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)影響非常明顯,尤其是對(duì)橋梁跨中最大撓度的影響。
　　 本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于理論上提出并解決如下車-橋耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)新問(wèn)題:
　　 1.建立了車-橋耦合系統(tǒng)固有頻率計(jì)算的理論。
　　 2.建立了裝入隔振器的車一橋梁耦合系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算的理論。
　　 3.建立了多臺(tái)車輛-橋