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原文传递车-桥耦合系统的振动分析

论文题名：	车-桥耦合系统的振动分析
关键词：	车-桥耦合系统;振动微分方程;桥梁结构动力学;固有频率
摘要：	桥梁结构动力响应是桥梁结构动力学研究中的一项重要课题。随着现代公路交通建设飞速发展,新建桥梁数量日益增加,其在车辆荷载作用下的动力问题愈加不容忽视,国内外不少学者对车-桥耦合系统的动力学问题虽已做了大量工作,但仍有不少问题有待进一步研究。　　本文首先研究了车-桥耦合系统固有频率的问题。建立了耦合系统的振动微分方程,利用特征值方法求得耦合系统的前三阶固有频率随质量比、位置比和刚度比变化的三维图形、车辆匀速行驶时桥梁跨中挠度的时间历程曲线,并对跑车仿真实验法,刹车仿真实验法和特征值方法得出的结果进行了比较。数值仿真结果表明,车-桥耦合系统的各阶固有频率并非常数,而与系统的质量比、位置比和刚度比以及车速等诸多因素有关,若用梁的固有频率代替耦合系统的固有频率有时会产生较大的误差。　　其次研究了装入隔振器的车-桥耦合系统振动问题。建立了车-桥耦合系统的运动微分方程,应用数值积分法求解。研究了车速、初速度、加速度、隔振器刚度及阻尼对车.桥耦合系统动力响应的影响,对比分析了未装隔振器与装入隔振器对车桥耦合系统动力响应的影响。数值结果表明,车辆初速度、加速度对耦合系统动力响应有不同程度的影响；隔振器有利于减小耦合系统的动力响应,从而提高桥梁的刚度和强度。　　最后研究了多台变速车辆与桥梁耦合系统的振动问题。建立了车-桥耦合系统的运动微分方程,应用数值积分法求解。数值结果表明,车-桥耦合系统的动力响应并非随车速、初速度增大而增大；并非车间距越小,耦合系统的动力响应就越大,只有当车间距为零或半个桥跨长时,最大挠度值才近似为单车时的二倍；单车在桥上行驶时,桥梁阻尼对桥梁跨中挠度影响不大。但多车情况下桥梁阻尼对耦合系统的动力响应影响非常明显,尤其是对桥梁跨中最大挠度的影响。　　本文的创新点在于理论上提出并解决如下车-桥耦合系统动力学新问题: 　　 1.建立了车-桥耦合系统固有频率计算的理论。　　 2.建立了装入隔振器的车一桥梁耦合系统动力响应计算的理论。　　 3.建立了多台车辆-桥梁耦合系统动力响应计算的理论。
作者：	游福贺
专业：	工程力学
导师：	彭献
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文