学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

公路桥梁车桥耦合主要影响因素仿真分析方法研究

作　者: 陈榕峰
导　师: 宋一凡
学　校: 长安大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 车桥耦合振动有限元法不平整度非线性悬架系统车辆加速度动力系数
分类号: U441.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 49次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近年来,随着桥梁结构逐渐轻柔化、车辆速度和载重量不断增大,车桥耦合振动问题愈加突出。由于公路桥梁结构型式的多样化和汽车荷载的复杂性及不确定性,使得公路桥梁因车辆过桥而引起的耦合振动分析更加复杂。目前国内、外已有车桥耦合振动研究成果基本上都集中在铁路等轨道交通桥梁上,关于公路桥梁车桥耦合振动分析理论与方法研究的文献很少。研究一种基于既有有限元分析软件的数值分析方法,以实现对包含复杂因素(如桥面不平整度、非线性悬架系统、匀变速等)车桥耦合振动分析,具有重要的理论意义。本文作为交通部交通应用基础研究项目《弯桥结构动力性能评估分析理论与方法研究》的重要组成部分,进行了车辆与桥梁耦合振动模型试验,研究了耦合系统的耦合振动特性；建立了四自由度线性悬架系统和非线性悬架系统车辆与桥梁耦合振动的力学分析模型,把桥梁和车辆视作两个分离体系,分别应用广义虚功原理和有限元法推导了两者的振动方程组,并给出了位移联系方程及车桥相互作用协调方程；运用Wilson-θ法自行编制基于Matlab语言环境的线性悬架系统和非线性悬架系统车辆振动响应分析程序求解车辆振动响应；利用车辆与桥梁的位移和相互作用协调条件,借助既有通用结构分析软件ANSYS,研究了车桥耦合振动的有限元迭代分析方法。根据GB7031-86规定的路面不平整度功率谱运用逆Fourier变换法模拟路面不平整度,并引用路面不平整度作为桥面不平整度；建立了匀变速移动车辆与桥梁耦合振动模型。本文以简支梁和连续梁桥为研究对象,分别进行了不同桥面不平整度、不同车速、不同非线性车辆、不同加速度等条件下车桥耦合振动响应数值计算,分析了桥梁车桥耦合振动主要因素对动力系数的影响规律。研究结果表明：桥面不平整度、车速、车辆加速度等是影响车桥耦合振动的显著因素。本文研究成果可为复杂结构体系的公路桥梁车桥耦合振动分析奠定研究基础。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 车桥耦合振动研究现状  10-13
    1.1.1 铁路桥梁车桥耦合振动研究现状  10-11
    1.1.2 公路桥梁车桥耦合振动研究现状  11-13
  1.2 本文研究内容  13-16
    1.2.1 本文问题的提出  13-14
    1.2.2 本文主要研究内容  14-16
第二章车桥系统耦合振动特性模型试验  16-34
  2.1 试验模型设计  16-20
    2.1.1 模型试验特点  16
    2.1.2 模型试验设计及分析  16-20
    2.1.3 主要测试仪器  20
  2.2 车桥耦合振动特性模型试验分析  20-33
    2.2.1 弹簧质量悬挂系统频率大于模型梁基频  20-24
    2.2.2 弹簧质量频率小于模型梁基频  24-28
    2.2.3 弹簧质量频率接近模型梁基频  28-33
  2.3 本章小结  33-34
第三章不平整桥面下车桥耦合振动分析  34-60
  3.1 车桥耦合振动分析原理与方法  34-40
    3.1.1 车辆模型及振动方程推导  34-36
    3.1.2 桥跨结构动力平衡方程  36-37
    3.1.3 位移联系方程及车桥相互作用  37-38
    3.1.4 车桥耦合振动有限元数值分析方法  38-40
  3.2 公路路面不平整度引起车辆振动响应分析  40-45
    3.2.1 路面不平整表示方法  40-42
    3.2.2 路面不平整模拟  42-43
    3.2.3 不平整路面车辆动荷载系数  43-45
  3.3 公路桥面不平整度下车桥耦合振动分析  45-59
    3.3.1 不平整桥面下简支梁车桥耦合分析  46-50
    3.3.2 不平整桥面下连续梁车桥耦合分析  50-59
  3.4 本章小结  59-60
第四章非线性悬架系统车桥耦合振动分析  60-84
  4.1 车辆非线性悬架系统振动特性分析  60-65
    4.1.1 非线性悬架系统车辆模型及振动方程  60-63
    4.1.2 非线性悬架系统车辆模型数值分析  63-65
  4.2 平整桥面下非线性悬架系统车辆与桥梁耦合振动分析  65-71
    4.2.1 非线性悬架系统车辆与简支梁耦合振动  65-67
    4.2.2 非线性悬架系统车辆与连续梁耦合振动  67-71
  4.3 不平整桥面下非线性车辆与桥梁耦合振动分析  71-82
    4.3.1 不平整桥面下简支梁车桥耦合分析  71-75
    4.3.2 不平整桥面下连续梁车桥耦合分析  75-82
  4.4 本章小结  82-84
第五章匀变速移动车辆与桥梁耦合振动分析  84-100
  5.1 匀变速移动质量与简支梁耦合振动数值分析  84-88
    5.1.1 耦合系统的运动微分方程  84-85
    5.1.2 数值计算及对比分析  85-88
  5.2 匀加速移动车辆与桥梁耦合振动数值分析  88-99
    5.2.1 匀加速车辆与简支梁耦合系统运动微分方程  88-89
    5.2.2 匀加速车辆与简支梁耦合振动分析  89-91
    5.2.3 匀加速车辆与连续梁耦合振动分析  91-99
  5.3 本章小结  99-100
第六章结论与展望  100-102
  6.1 本文主要研究结论  100-101
  6.2 研究工作展望  101-102
参考文献  102-106
攻读硕士学位期间发表的论文  106-107
致谢  107

公路桥梁车桥耦合主要影响因素仿真分析方法研究

内容摘要

全文目录

相似论文