公路橋梁車橋耦合振動分析.pdf

1、研究公路橋梁與車輛耦合振動問題具有重要的理論和現實意義。本文將橋梁和車輛視為兩個子系統(tǒng)，車輛采用5個自由度的模型，橋梁采用基于梁單元的有限元模型，通過車輪和橋面接觸處的幾何協(xié)調條件和力的平衡條件將兩個子系統(tǒng)聯系起來；采用三角級數法模擬按國家標準劃分的A、B、C和D級路面的不平順，作為車橋耦合振動的激勵輸入，根據橋面不平順及初始條件，形成作用于車輛上的力；采用Newmark-β算法求解車輛系統(tǒng)振動方程，得出車輛的時間～響應序列，并據此形成

2、作用于橋梁上的力。具體實施時，利用有限元軟件Ansys的二次開發(fā)APDL語言編寫了車橋耦合系統(tǒng)迭代計算的命令流，進行車橋耦合系統(tǒng)動力響應計算。本文分析了路面不平順、車重、車速、車懸架剛度、車懸架阻尼、輪胎剛度、輪胎阻尼、橋梁抗彎剛度、橋梁阻尼比等因素對橋梁動力響應、車輛動力響應、汽車對橋梁的沖擊系數、乘客舒適性等的影響，得到如下結論：
　　 1.隨著路面等級的降低，橋梁動力響應、車輛動力響應、汽車對橋梁的沖擊系數都增大，而乘客的

3、舒適性則急劇降低。
　　 2.隨著車速的提高，橋梁跨中動力響應和沖擊系數增大，車速對車輛動力響應的影響還與路面狀況有關。
　　 3.隨著車重的增大，橋梁跨中動力響應先減小后增大；車體豎向振動響應減小。
　　 4.隨著車懸架剛度和懸架阻尼的增大，橋梁跨中動力響應、沖擊系數增大。
　　 5.隨著輪胎剛度的增大，橋梁跨中節(jié)點最大動位移、加速度、彎矩的交化趨勢為先增大后減小，而跨中最大剪力的變化趨勢為增大；除跨中

4、剪力外，橋梁其它跨中動力響應都隨輪胎阻尼增大麗增加；輪胎剛度和阻尼對沖擊系數的影響較小。隨著車輪剛度的增大，車體所有動力響應都先減小后增大；隨車輪阻尼的增加，汽車所有動力響應都減緩，乘客舒適性有所提高。
　　 6.隨橋梁抗彎剛度的增大，橋梁跨中節(jié)點動位移和加速度減小，剪力和彎矩增大，汽車對橋梁的沖擊系數增加。隨著橋梁阻尼比增大，橋梁動力響應均降低，阻尼對汽車沖擊系數的影響較小。橋梁抗彎剛度和阻尼對車體動力響應的影響較小，整體趨勢