移動(dòng)荷載作用下橋梁響應(yīng)的高效計(jì)算.pdf

1、迄今為止，在移動(dòng)荷載過(guò)橋動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題計(jì)算中廣泛采用的仍然是Newmark法，由于Newmark方法必須在每一時(shí)間步內(nèi)限制荷載的大小和作用位置都不能改變，因而當(dāng)作用在橋上的荷載位置移動(dòng)且其大小隨時(shí)間逐漸變化時(shí)，再用Newmark方法計(jì)算的話，計(jì)算的效率和精度就會(huì)受到一定的限制。而近年來(lái)出現(xiàn)的精細(xì)積分法雖然允許荷載的大小在每一時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)發(fā)生變化，但是仍假定其作用位置是不變的，未能采取措施以描述荷載沿著橋面的連續(xù)移動(dòng)性。本文在精細(xì)積分的基礎(chǔ)上

2、結(jié)合有限元技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的推廣，首先給出了三種不同的精細(xì)積分格式，在每一時(shí)間步內(nèi)不但允許移動(dòng)荷載的大小按一定的規(guī)律連續(xù)變化，而且模擬了荷載在空間域的連續(xù)移動(dòng)。接著假定荷載的模式分別為勻速常值荷載、勻速簡(jiǎn)諧荷載、變速移動(dòng)簡(jiǎn)諧荷載等，對(duì)不同荷載模式引起的橋梁的動(dòng)力響應(yīng)分別按不同的精細(xì)積分模式進(jìn)行計(jì)算，并將結(jié)果與通過(guò)Newmark方法所求得的結(jié)果以及解析解進(jìn)行比較。最終結(jié)果表明，用本文提出的方法可以用較粗的結(jié)構(gòu)單元和較大的時(shí)間步長(zhǎng)而獲得很高

3、的計(jì)算精度，而且其計(jì)算效率也比Newmark法高得多。 在移動(dòng)簡(jiǎn)諧荷載精細(xì)積分方法的基礎(chǔ)上，本碩士論文又研究了移動(dòng)隨機(jī)荷載作用下橋梁的動(dòng)力響應(yīng)。采用有限元建立橋梁模型，基于虛擬激勵(lì)法和精細(xì)積分法并運(yùn)用上述的計(jì)算方法來(lái)研究移動(dòng)荷載作用下橋梁的隨機(jī)振動(dòng)問(wèn)題。假設(shè)荷載為具有常均值的平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，將移動(dòng)荷載對(duì)橋梁的激勵(lì)看成是一類均勻調(diào)制演變隨機(jī)激勵(lì)，推導(dǎo)出橋梁響應(yīng)的非平穩(wěn)功率譜，方差(標(biāo)準(zhǔn)差)。然后采用擴(kuò)展的精細(xì)積分法計(jì)算橋梁的瞬態(tài)虛擬