桥梁结构类有关论文范文资料,与公路桥梁与车辆耦合振动与模型相关论文查重软件

本论文是一篇桥梁结构类有关论文查重软件,关于公路桥梁与车辆耦合振动与模型相关硕士论文范文。免费优秀的关于桥梁结构及公路桥梁及土木工程方面论文范文资料,适合桥梁结构论文写作的大学硕士及本科毕业论文开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。

[摘 要]车辆通过桥梁时将引起桥梁结构的振动,而桥梁的振动又反过来影响车辆的振动,这种相互作用,相互影响的问题就是车辆与桥梁之间的振动耦合问题,将整个公路车桥系统划分为车辆与桥梁两个子系统进行分析.

[关 键 词]公路桥梁耦合振动车辆桥梁分析模型

中图分类号:TU-0文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110106-01

车辆通过桥梁时将引起桥梁结构的振动,而桥梁的振动又反过来影响车辆的振动,这种相互作用,相互影响的问题就是车辆与桥梁之间的振动耦合问题,当公路车辆的振动频率与桥跨的振动频率一致时,即形成共振.近年来,随着公路交通事业和大跨度桥梁的发展,桥梁在重载、高速公路车辆荷载作用下的振动性能与车辆行车安全控制越来越受到研究者的广泛关注.

一、车桥随机振动研究和动力可靠度问题

车辆和桥梁间的相互作用受到诸多因素影响[1]:1.桥梁结构的动力特性(桥跨结构形式、质量与刚度分布、材料阻尼等),2.车辆的动力特性(车型、自振频率、阻尼等),3.桥头引道和桥面的平整状态、桥头沉陷及伸缩缝装置的状况.由于这些因素的影响和综合作用,使得对车桥耦合振动的研究十分困难.国内以前对桥梁的设计计算多采用确定性分析方法,即认为桥梁所受的力均是确定性的,因此桥梁在荷载作用下的响应也是确定性的.

二、车辆分析模型

车辆由刚性底盘(车身)、悬架、轮胎等元件组成,各元件在空间具有浮沉、伸缩、侧滑、俯仰、横摆、侧倾6个自由度(3个平动和3个转动),它们之间通过线性或非线性的各种阻尼器和弹簧元件连接.由于车体、悬架及轮胎各部件沿车辆运行方向的纵向振动(伸缩)对桥梁的竖向和横向振动几乎无影响,因此在车辆模型中一般不考虑各刚体的伸缩位移.这样,每个刚体实际上需考虑5个自由度.车辆竖向与横向振动之间的耦合效应较弱,同时为了计算上的简便,有时往往将车辆竖向与横向振动分平面进行.这样,在研究车辆竖向耦合振动问题时,只考虑车体、悬架与轮胎的浮沉、俯仰自由度,在研究车桥横向耦合振动问题时,只考虑各部件的侧滑、横摆、侧倾自由度.根据研究目的的不同,可建立适用于实际需要的不同构型、载重等参数的模型,并可设计车辆具有不同的行驶速度、初始位置,同向或对向行驶在单车道或多车道上.对车辆的模拟常选用以下三种模型:整车模型、半车模型、单轮车辆模型,其中悬架模拟为线性弹簧和阻尼器,轮胎模拟为线性弹簧,其质量集中在车轴上.随着计算机的发展以及计算分析技术的提高,目前大都倾向于采用空间整车振动模型.

整车模型:典型的整车模型,考虑车体的浮沉、俯仰、侧倾3个自由度和每个车轮的竖向位移,能够较全面的模拟实际车辆的动力特性.常见汽车可划分为两轴、三轴和多轴等不同种类.两轴汽车的整车模型(如图2)具有7个自由度:车体的浮沉、俯仰、侧倾及每个车轮的4个竖向位移.虽然空间7自由度模型是最简单的车辆空间模型,但包含了车辆基本结构参数,是全面分析车辆参数和路面参数对车辆动载影响的基础.TanGH等[2]最早建立此空间车辆模型,并可模拟双车道运行条件,从车辆及其部件导出了7个方程(车体3个,轮轴4个),这些方程由与轮胎和悬挂单元有关的系数组成.在考虑了这些部件的特性和路面条件之后,通过一系列迭代可以求得振动响应的满意值.

三轴、多轴汽车的整车模型因实际需要也常见于车桥耦合振动的研究中.Hwang和Nowak将卡车假设为一个经受刚体运动的梯形分布质量,建立了三轴单体汽车模型和五轴带拖挂汽车模型,模拟卡车各种重量