車橋耦合系統時變動力學分析.pdf

1、隨著輕質、大跨度橋梁結構的應用以及車輛速度的不斷提高，傳統的移動載荷模型已經不能夠準確地描述車輛過橋所引起的動力行為，需要用包含慣性耦合效應的移動質量模型取而代之。由于車橋相互作用的位置隨時間變化，車橋慣性耦合系統是一個復雜的時變系統。時變系統動力學的研究是結構動力學領域研究的一個新的熱點，無論在理論建模、數值算法還是工程應用方面都有重要意義。本文較為系統地研究了車橋耦合系統的時變動力學建模和求解問題，主要工作包括：1.通

2、過對傳統的動力分析數值方法進行考察，發(fā)現由于時間步長的敏感性，這些方法不太適合時變系統?？紤]到車橋質量比一般小于0.5的實際情況，確定以攝動法作為求解車橋耦合時變動力學問題的主要手段。2.在已有的勻速移動質量簡支梁模型中加入哥氏力和離心力效應，建立了系統的時變動力學方程，采用小參數攝動法進行求解。通過具體算例，分析了車速和質量的影響以及傳統的移動載荷模型的誤差。3.進一步考慮車輛加速或減速運動時的情形，建立了勻加速移動質量簡

3、支梁系統的動力學模型，采用攝動法得到問題的解。分析了車輛加速度對系統振動響應的影響。4.建立了有限多個車輛過橋時的車橋耦合時變動力學模型，給出了多點耦合問題的近似求解方法。分析了不同車數、車速和車距等參數對系統動力響應的影響。5.針對我國高速鐵路斜拉橋規(guī)劃，建立了一種簡化的高速車輛一斜拉橋系統耦合動力學模型，并給出了該問題的多尺度攝動解。這一工作對于高速鐵路斜拉橋的設計有一定的參考價值。關鍵詞：車橋耦合 時變結構動力學