【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及汽車工業(yè)的進(jìn)步,車輛對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響與日劇增。關(guān)于連續(xù)梁橋車橋耦合振動(dòng)的研究,由于方法和手段的限制,基本都忽略了變截面的影響而簡(jiǎn)化成等截面的形式進(jìn)行研究。而變截面連續(xù)梁橋又被廣泛運(yùn)用到公路和鐵路橋梁中,仍然用等截面梁橋代替變截面梁橋進(jìn)行車橋耦合振動(dòng)研究顯然是存在疑問(wèn)的。且車橋耦合研究中較少對(duì)車輛懸架的非線性予以考慮,考慮變截面梁橋幾何非線性的車橋耦合振動(dòng)研究更少。文章首先將變截面連續(xù)梁橋進(jìn)行分段,提出優(yōu)化的半解析法并求解變截面連續(xù)梁橋的振型函數(shù)。編寫復(fù)化Simpson算法求解每個(gè)梁段的等效慣性矩,由跨中、支座和邊界處梁段間的位移、轉(zhuǎn)角、彎矩以及剪力之間的關(guān)系,建立相鄰梁段振型函數(shù)待定系數(shù)的關(guān)系矩陣,運(yùn)用迭代法求解總關(guān)系矩陣,從而得到變截面連續(xù)梁橋的振型函數(shù)。然后以Euler Bernoulli梁為基礎(chǔ)詳細(xì)推導(dǎo)了考慮橋梁幾何非線性的變截面連續(xù)梁橋振動(dòng)平衡方程,并結(jié)合分段思想和振型分解法化簡(jiǎn)平衡方程;將車輛的主副懸架考慮到1/4車輛模型中,建立考慮車輛懸架非線性的1/4車輛振動(dòng)方程;耦合橋梁振動(dòng)平衡方程與車輛振動(dòng)方程,得到考慮車輛懸架非線性和橋梁幾何非線性的變截面連續(xù)梁橋車橋耦合方程,根據(jù)Runge-Kutta法編制程序即可求解變截梁橋任意位置的車橋耦合振動(dòng)響應(yīng)。在建立的變截面連續(xù)梁橋車橋耦合振動(dòng)非線性方程的基礎(chǔ)上,以三跨變截面連續(xù)梁橋?yàn)槔?對(duì)比分析等效等截面梁橋和變截面梁橋與車輛耦合時(shí)的振動(dòng)響應(yīng),并在此基礎(chǔ)上研究了車輛懸架非線性和橋梁幾何非線性對(duì)變截面連續(xù)梁橋車橋耦合振動(dòng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):等效等截面梁橋和變截面梁橋的跨中豎向位移曲線十分相似,變化趨勢(shì)也大致相同,但變截面梁橋的跨中豎向位移要明顯大于等效等截面梁橋;考慮車輛懸架非線性,整體上能抑制變截面梁橋跨中豎向位移;考慮橋梁幾何非線性會(huì)在一定程度上減小變截面梁橋的跨中豎向位移,但效果非常有限。
【圖文】：

第二章 變截面梁橋振型函數(shù)及自振頻率的確定2.1 引言無(wú)論是求解等截面梁橋的車橋耦合振動(dòng)問(wèn)題，還是求解變截面梁橋的車橋耦合振動(dòng)問(wèn)題，首先都需要對(duì)橋梁的自振頻率和振型函數(shù)進(jìn)行求解。變截面梁橋振型函數(shù)及自振頻率的獲取相較于等截面橋梁明顯更加困難，關(guān)于等截面簡(jiǎn)支梁橋和等跨等截面連續(xù)梁橋的振型函數(shù)及自振頻率的求解方法文獻(xiàn)[11]有詳細(xì)的求解過(guò)程。本節(jié)主要圍繞求解實(shí)際變截面連續(xù)梁橋的自振頻率和振型函數(shù)展開，并簡(jiǎn)要介紹路面不平整的模擬方法。2.2 任意跨內(nèi)梁段間振型函數(shù)的待定系數(shù)關(guān)系文章研究變截面連續(xù)梁橋車橋耦合振動(dòng)是基于三跨連續(xù)梁橋進(jìn)行的，故此處主要是以三跨連續(xù)梁橋?yàn)槔�，，其它跨�?shù)的連續(xù)梁橋都可以用此方法，此處不再展開。

以求出每個(gè)足夠小梁段上的振型函數(shù)的話，那么整個(gè)橋的振型函數(shù)就是每個(gè)梁段振型函數(shù)的組合，現(xiàn)在逐一對(duì)每個(gè)橋跨進(jìn)行研究。對(duì)于三跨連續(xù)梁橋按照?qǐng)D2.2的梁段編號(hào)，設(shè)第k跨任一梁段i的振型函數(shù)為：, , , 1 , , 1( ) sin( ( )) cos( ( ))k i k i k i k k i k i iY x A x x B x x k,
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U441.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2620439