資源描述：
《基于不同車輛模型多車激勵公路簡支梁車橋耦合振動響應(yīng)分析.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、基于不同車輛模型多車激勵公路簡支梁車橋耦合振動響應(yīng)分析陳霞，李孟廷(1．江西省天馳高速科技發(fā)展有限公司，江西南昌330103)(2．華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，江西南昌330013)摘要：依據(jù)D"Alembert原理和歐拉一貝努利梁假設(shè)，考慮車輛系統(tǒng)的動力特性，分別采用四分之一車輛模型和二分之一車輛模型建立了公路簡支梁橋在多個車輛荷載作用下的振動偏微分方程。通過運用模態(tài)疊加的離散化方法，將偏微分方程轉(zhuǎn)化為變系數(shù)常微分方程。采用Runge—Kutta方法求解時變系統(tǒng)的振動響應(yīng)并使用Matlab語言編寫了求解分析程序．分析了不同車輛模型
2、情況下多車激勵簡支梁橋車橋耦合振動響應(yīng)及車輛模型對沖擊系數(shù)的影響關(guān)鍵詞：交通工程；車橋耦合振動；Runge—kutta法；車輛模型；沖擊系數(shù)的動力特性，采用四分之一車輛及二分之一車輛模O前言型，推導(dǎo)了多車激勵簡支梁橋車橋耦合振動偏微分有關(guān)研究表明．現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于橋梁結(jié)構(gòu)沖擊系方程組，采用Matlab平臺編制了基于Runge—Kutta法數(shù)的取值在有些情況是偏不安全的。鐵路橋梁的車的計算程序。分析了車輛模型對多車激勵車橋耦合橋耦合振動一直是研究者們的熱點研究課題，而針振動響應(yīng)和車輛模型多軸因素對于橋梁沖擊系數(shù)對公路橋梁卻很少有系統(tǒng)的車
3、橋耦合振動研究。的影響在簡支梁車橋耦合振動的理論分析中，已有的1車橋耦合振動模型研究更多的是針對單個車輛通過橋梁時車橋相互作用，采用的是基于移動彈簧一質(zhì)量一阻尼振動系統(tǒng)圖1為四分之一車模型多車激勵車橋耦合振動而建立的簡單車輛模型單車系統(tǒng)．運用迭代方法進系統(tǒng)．圖2為二分之一車模型多車激勵車橋耦合振行車橋耦合方程的求解，該方法能夠快捷、有效的動系統(tǒng)，取橋梁未變形前的中心線為X軸，以豎向向?qū)诬囃ㄟ^簡支梁情況下的車橋耦合振動進行研上為Y軸建立整體坐標系，y(x，t)代表橋梁中心線動究[2--91。黃東洲【1。將車輛和橋梁模擬為空間結(jié)構(gòu)，
4、路撓度，車輛系統(tǒng)中設(shè)有N輛車。面豎向的不平順假設(shè)為一平穩(wěn)各態(tài)歷經(jīng)的隨機過程。研究了多梁式簡支梁橋的車輛振動問題．通過汽車橫向加載模型，分析了多車并列行駛時的橋梁沖擊情況，但對于簡支梁縱向多車激勵作用下的振動響應(yīng)及不同車輛模型對車橋耦合振動響應(yīng)的影矗l、＼—一上響還有待研究。文獻ll4J采用D’Alembert原理和歐y(x，t)拉一貝努利梁假設(shè)，建立了公路簡支梁橋在多個車輛荷載作用下的振動模型，分析了車輛間距、車輛載重對簡支梁沖擊系數(shù)的影響。圖1四分之一車多車車橋耦合振動模型本文采用歐拉一伯努利簡支梁模型．考慮車輛作者簡介：陳霞(
5、1987一)，女，江西樂安人，華東交通大學(xué)本科畢業(yè)，助理工程師，從事結(jié)構(gòu)分析與試驗檢測工作?！?4-根據(jù)振型正交性及Dirae函數(shù)特性，(4)式可以化簡為：)(f)+=一叫(5)式中：mb=ml——全橋質(zhì)量：——橋梁的第n階圓頻率：圖2二分之一車多車車橋耦合振動模型———阻尼比；模型的建立思路是：將車輛系和橋梁系以二者)——箭輛車車輪所在橋梁位置處的接觸的橋面為界，劃分了車輛和橋梁兩個獨立的子第幾個振型函數(shù)值。1-2車輛系統(tǒng)系統(tǒng)。分別推導(dǎo)各自的振動方程組，然后兩個系統(tǒng)通四分之一車輛模型，第輛車的振動方程中所耦過車輛輪胎和橋面接觸點
6、處的位移協(xié)調(diào)以及二者作合的橋梁位移采用廣義振型坐標離散后有：用力與反作用力的關(guān)系相互聯(lián)系建立耦合方程組。m，1，1+c，l，1一c，1]=，，2+，lY，l—kjl，2=0(6)1．1橋梁系統(tǒng)橋梁的截面抗彎剛度為、單位長度梁的質(zhì)量，：，：一c，∑n，，，)一c，夕，一t，+c，：，：一為m，各車輛以速度通過，橋梁受移動荷載激勵的i=l振動偏微分方程如下：七，：(p，f]l，)一k，，一，+，：，：=0(7)Oy(X,t)：-O++——6一，)(1)二分之一車輛模型，第輛車的振動方程中所耦xatOt、“合的橋梁位移采用廣義振型坐標離
7、散后有：式中：Ⅳ——汽車數(shù)量：一c．，Z‘i—kZ+m芝+《∈，+Cj,q一c+C——橋梁阻尼：口c：+m+k：l—klsfz十nk可0=O——Dirac函數(shù)：一c”—k”z
8、or七m
9、wr芝+”+c”一cj,,z七)——靳輛車對橋梁的作用力。采用廣義坐標離散方法求解上述方程。廣義坐bcslb++k
10、3一kz+k9b：0l9、標橋梁的振型坐標，由于橋梁的振動主要由若干階mJh_b—cj一cJs主p+j+cj+(-a5彳+低階振型組成，因此取橋梁的前階進行計算。幾何bc)Ib—kjsfZJ一kjs．zj3+j+kJZib+k一坐標和
11、振型坐標二者的變換關(guān)系如下：Jy(x，f)=∑(p)(2)以=0(10)式OOqi為振型坐標，為時間的函數(shù)；)為主IlhbO'jb+acJ—bcj,rJ3+(-acjsf+bcj~)zIb+振型函數(shù)。c時+cj+akzjl—bkj,,zj3+nk+
