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考虑车桥气动特性的风-车-桥耦合振动研究
| 论文题名： | 考虑车桥气动特性的风-车-桥耦合振动研究 |
| 关键词： | 车桥气动特性;耦合振动;大跨度桥梁;侧风敏感度 |
| 摘要： | 随着经济的发展以及社会对交通便利的更高要求，桥梁的设计和建造越来越多地朝着轻柔、大跨的方向发展，跨峡谷、跨江以及跨海大桥的数目也较以前增多。由于大跨桥梁的刚度以及阻尼值下降，对侧风的敏感度增大，强侧风下车辆行驶在桥梁上时的车桥动力特性研究具有理论与实用价值。本课题以南京长江二桥南汊大桥为工程背景，综合考虑侧风、车辆和大跨度桥梁三者之间的相互作用，对构成的风-车-桥耦合振动系统进行了研究。主要研究内容如下： 1、基于CFD数值模拟方法，采用流体软件FLUENT建立车桥系统的三维分析模型，利用动网格技术对风场中车辆在桥梁上运动状态进行模拟，考虑车辆和桥梁之间相互的气动影响，对车桥系统的气动力参数进行计算，分析了车辆和桥梁相互的气动影响，静止与移动车辆的气动力参数的不同，以及车辆在桥梁上移动时，风速与车速对车桥系统气动特性的影响； 2、采用改进的谐波合成法模拟脉动风场，进行了桥梁抖振时域分析，建立了13个自由度的两轴四轮车辆分析模型，基于功率谱密度函数生成路面粗糙度样本，模拟计算了侧风下公路面上的车辆响应，研究了公路面上行驶车辆受到侧风作用时的动力特性，得到了路面粗糙度、车速和风速对车辆响应的影响； 3、基于分离迭代法，利用有限元软件ANSYS与编程软件MATLAB实现车桥耦合振动的迭代计算，以南京长江二桥南汊大桥为研究对象，研究了车队通过桥梁时的桥梁响应、桥梁的冲击系数以及车辆响应，得到了路面粗糙度和车速对其的影响； 4、建立侧风下车队行驶在公路桥梁上的风-车-桥耦合振动系统的分析模型，对比了桥梁抖振时域分析、车桥耦合振动分析与风-车-桥耦合振动分析中的桥梁响应，探讨了风荷载和车辆荷载对桥梁响应的影响；研究了不同风速、不同车速以及不同路况下的车辆响应的差别，同时也探讨了有无侧风对车辆响应的影响以及公路面上和桥面上车辆响应的差别。 |
| 作者： | 戴云彤 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 蒋明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 苏州科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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