车桥耦合振动响应计算方法比较分析

"公路车桥耦合振动响应计算方法对比研究 (2011年)" 本文是一篇关于工程技术领域的论文，作者陈水生针对公路桥梁在车辆通过时的耦合振动响应进行了深入研究。论文中，作者运用有限单元方法构建了桥梁结构和车辆的振动计算模型，考虑了车桥接触点的位移连续性。为了分析车桥系统的振动行为，提出了两种计算模型：一种是考虑桥梁所有自由度的车桥耦合振动模型；另一种则是基于桥梁振动模态的模态综合计算模型。 在计算过程中，作者将桥梁结构的振动响应问题转化为求解模态广义坐标的问题，同时结合车辆振动与桥面之间的耦合作用，建立了包含结构模态广义坐标和车辆振动自由度的耦合系统方程。采用Newmark-β数值积分方法对这一时变耦合系统进行了解析，这是一种常用的数值方法，用于求解非线性动力学问题。 为了验证所提出方法的有效性和可靠性，作者进行了两个实例计算。一个是平面梁在集中力作用下的振动响应，另一个是空间板结构在整车模型作用下的振动响应。通过对比分析，研究结果显示，使用模态综合法计算公路桥梁车桥耦合振动响应不仅结果可靠，而且具有较高的计算效率，适用于各种复杂情况。 这篇论文强调了在移动荷载（如车辆）作用下，桥梁结构振动响应研究的重要性。传统的研究多关注于移动集中力或简单移动弹簧质量系统，而实际桥梁结构的三维特性需要更复杂的模型来模拟。过去的研究已经表明，动态位移与荷载移动速度和桥梁固有振动周期之间存在密切关系。文中引用的历史数据，如美国国家公路委员会和英国道路研究实验室的测试，进一步证实了结构动态响应的复杂性，并提供了冲击系数的参考范围。 这篇论文提供了一种有效的车桥耦合振动响应计算方法，对于理解桥梁结构在车辆行驶时的动态行为，以及优化桥梁设计和安全评估具有重要意义。该方法不仅适用于理论研究，也为实际工程应用提供了有力的工具。