移动荷载作用下桥梁动态响应的数值模拟

对车桥系统耦合振动理论进行了分析,研究了桥梁在移动车辆荷载作用下的强迫振动,分析其共振条件及移动荷载作用下桥梁的行为特性,并采用数值模拟计算的方法,比较了桥梁在匀速常量力和匀速简谐力作用下的动态响应,得出在移动荷载作用下桥梁产生的变形和应力,为桥梁的设计提供依据.     

不同车速作用下桥梁的动态响应

在车辆不同速度作用下桥梁的变形有其复杂性,对其研究为工程界所广泛关注,利用ANSYS软件建立桥梁有限元模型,通过数值模拟计算分析了车辆以不同速度通过桥梁时,桥体发生的动态响应的特征,从而对移动荷载作用下桥梁的振动的控制措施进行改进,为设计施工提供依据。     

不同车速作用下桥梁的动态响应

在车辆不同速度作用下桥梁的变形有其复杂性，对其研究为工程界所广泛关注，利用ANSYS软件建立桥梁有限元模型，通过数值模拟计算分析了车辆以不同速度通过桥梁时，桥体发生的动态响应的特征。从而对移动荷载作用下桥梁的振动的控制措施进行改进，为设计施工提供依据。     

车辆荷载作用下简支梁桥动态响应的初步探讨

本文研究具有初速的简支桥的动态响应。主要描述的是:匀速移动常力,匀速移动简谐力作用的动态响应,以及在匀速常量力和匀速简谐力作用下跨中节点位移的ANSYS分析。     

移动车辆荷载作用下梁桥的强迫振动分析

桥梁在移动车辆荷载作用下的振动分析是工程设计中有待进一步解决的问题之一。采用单自由度弹簧质量模型对梁桥在移动车辆荷载作用下的动力响应问题进行了分析,给出了不同车速情况下的简支梁桥跨中动扰度的时程曲线,并与采用无限自由度模型方法的近似解进行了比较,计算结果几乎一致。文章对直观地了解桥梁与车辆耦合系统的动力特性的基本现象和机理有一定的参考价值。     

简支梁在预应力与移动荷载作用下的动力性能分析

运用有限元软件ANSYS,采用实体力筋的独立建模耦合法建立了预应力钢筋及混凝土单元,模拟了车辆荷载作用在单片梁上,对其进行了动力分析。结果表明:施加预应力有效防止了荷载对梁作用产生较大的应力,预应力技术的采取使得桥梁能够部分或全部抵消由荷载产生的拉应力,从而有效地防止裂缝的产生,提高了桥梁的承载能力。     

车辆随机及移动荷载作用下路面动态响应

为了探讨车辆随机动荷载对道路破坏的影响,基于二自由度1/4车辆振动模型,采用MATLAB/SIMULINK软件模拟得到车辆对路面作用的动荷载,采用ANSYS/APDL二次开发技术建立半刚性沥青路面三维有限元分析模型并实现随机动载加载,计算分析了路面在车辆随机动载作用下的动态响应规律,并与移动恒载计算结果进行比较。研究结果表明:随机动载与移动恒载作用下路面固定位置处的应力时程变化规律相似,而路面各层的应力极值波动情况明显不同,相对于固定位置处节点应力时程分析,路面各层的应力极值分布可以较好地反映车辆荷载的随机特征;随机荷载下路面各层的应力极值波动频率与所施加的动荷载波动频率相似,而且随着路面深度的增加,应力波动效应降低;随机荷载下路面应力响应数值大于移动恒载值,且随着路面不平度的增加应力响应数值变大,即在良好路面上随机荷载应力响应与移动恒载数值比较接近。     

简支梁桥在车辆荷载作用下的振动响应影响因素分析

本文以已有的车桥振动基本理论为基础,运用有限元软件ANSYS分析了简支梁桥在车辆荷载作用下的振动响应（竖向位移）,对比得出了桥面平整度、车速、车型和车辆载重等因素对桥梁结构稳定性的影响作用。     

某连续刚构桥动力影响线的计算与研究

选取福建省下白石大桥(连续刚构桥)作为研究背景,建立下白石大桥的ANSYS有限元模型。使用基于MATLAB平台的模态分析软件MACEC,采用随机子空间法(SSI)对下白石大桥进行模态分析。根据分析结果,对下白石大桥有限元模型参数进行修正;利用修正后的有限元模型采用瞬态动力学分析功能求得其在移动荷载作用下的纵向应变时程曲线和动力影响线。为下一步车辆荷载效应评估奠定基础。     

考虑摩擦系数的沥青路面动态轴载换算

为研究复杂工况下的动态轴载换算,分析了车辆移动荷载作用下沥青路面的动力响应,对数值计算的有效性和车辆行驶特性的影响进行了研究,并提出了动态轴载换算公式.基于二维Lamb问题验证了数值计算的有效性,并建立刚性基层沥青路面的三维动力学数值模型,分析不同车速、路面摩擦系数和轴载等因素的影响.当荷载匀速移动时,轴载和路面摩擦系数对路面动力响应的影响明显,考虑摩擦系数的动态轴载换算指数明显大于静态荷载.结合车辆和路面多种影响因素的三维有限元计算模型更符合沥青路面结构的实际受力状态,动态轴载换算公式可用来改进当前的规范设计.     

电动汽车驱动电机和传动系统的参数匹配

探讨了电动汽车传动系统的传动比和挡位数确定原则,指出电动机额定功率或转矩、转速必须与传动系统参数合理匹配．并以某型号电动汽车为研究对象,计算并分析了五挡手动变速器中两个挡位,即二挡和三挡的驱动力一行驶阻力平衡图,提出了去掉笨重的机械齿轮变速器而代之以固定速比减速器的单挡驱动传动方案,理论上可以减轻整车质量,增加续驶里程．应用电动汽车仿真软件Advanced Vehicle Simulator（ADVISOR）对整车动力性和续驶里程进行了仿真,初步验证了文中提出的传动系统参数确定原则和方法的正确性．     

车辆半主动悬架系统的振动特性的研究

建立了基于混合模式的磁流变液减振器的工作电流与阻尼力的数学模型和单自由度车辆随机振动非线性数学模型．运用随机振动理论，对磁流变液减振器非线性模型进行了线性化处理，给出了减振器等效阻尼系数、车身加速度等参量的随机统计量的计算方法．利用数值仿真分析了半主动悬架系统控制器的驱动电流对车辆减振器等效阻尼系数的影响，对车辆悬挂质量垂直振动加速度功率谱均方根值的影响．研究结论表明磁流变液减振器所产生的阻尼力具有非线性特性，通过调节减振器等效阻尼系数可以实现对车辆随机振动特性的调节，并且适当地增加磁流变液减振器的驱动电流能够降低车辆随机振动加速度功率谱均方根值，提高车辆行驶的平顺性．     

多轴轮毂电机驱动车辆的转向阻力特性

为研究多轴电动车辆的转向阻力特性,在考虑了轮胎负荷变化对轮胎侧偏刚度影响的基础上,建立了车辆3自由度动力学模型;提出了一种稳态转向工况下的转向阻力计算方法,推导了轮胎侧偏角和转向阻力矩的理论计算式.基于该模型,分析了转向阻力矩与转向输入量和车速的关系及理论约束边界,比较了在相同质量与等效履带接地长度条件下轮胎式与履带式车辆的转向阻力矩,讨论了轮胎侧偏角对轮胎力分配的影响,并通过ADAMS软件对计算结果进行了验证.结果表明,相同参数条件下,多轮驱动车辆的转向阻力矩大于履带式车辆的阻力矩,计算模型可为转向控制策略提供理论参考.     

单双跨梁对平移力与平移质量的响应仿真分析

在仿真分析高速磁悬浮列车悬浮在柔性轨道梁上的动力学行为时 ,一般直观地有两个密切相关的问题 :一是悬浮力是恒定的情况 ,即平移力问题 ;二是气隙是恒定的情况 ,即平移质量问题 .采用模态叠加技术来描述变参数系统 ,给出了将车辆等效为平移力和平移质量两种情况时 ,运行在单跨和双跨弹性梁上的动态位移的比较     

基于多尺度模型的立体车库车辆撞击性能研究

为了研究立体车库在车辆撞击下的性能,采用ANSYS/LS-DYNA软件分别建立立体车库多尺度和精细化有限元模型,对比了两种模型的计算精度和效率,验证了多尺度模型的适用性.基于多尺度模型,对立体车库在撞击作用下的动力响应进行了分析,且研究了撞击速度、撞击质量、撞击位置和上部工况等参数的变化对结构动力响应的影响,进而对撞击力进行了研究,并将撞击力结果与中国规范、美国规范和欧洲规范进行了比较.研究结果表明:车辆对立体车库的撞击作用具有局部性;撞击速度和撞击质量对结构的动力响应影响较大,撞击位置与上部工况对其影响较小;撞击速度的变化对撞击力的影响最为明显,但当撞击作用导致被撞柱失效后,撞击力峰值不再随撞击速度和撞击质量的增加而改变;针对车辆撞击钢结构立体车库,中国规范和欧洲规范中对汽车撞击力的取值略显不安全,而美国规范中对汽车撞击力的取值较为安全.     

城市桥梁下部结构抗重型车辆撞击的数值仿真分析

为研究城市道路桥梁结构在重型车辆撞击下的抗撞性能,建立了车桥碰撞的精细化有限元模型.桥梁模型具有两跨上部结构和双柱墩支撑的下部结构,上部结构采用梁和壳单元,下部结构采用实体单元模型.同时构建了具有不同吨位和长度的重型车辆模型.通过考察碰撞过程的能量平衡曲线以及与碰撞事故后的桥墩破坏形式的对比,验证了车桥碰撞有限元模型的合理性.计算给出了不同吨位车辆的碰撞力时变曲线,讨论了碰撞力作用位置和幅值的变化规律,探讨了车桥碰撞中桥梁损伤等级的划分.模拟结果表明,车速不变情况下,碰撞力峰值随车重增加而增加,重车碰撞力峰值发生的时刻有后延的趋势、碰撞力作用中心也以车辆前部首次接触区域为主,而车身较短的重车有可能出现后部车厢对桥墩的二次碰撞.     

车路耦合作用力特性及混凝土路面动态响应

应用1/4车-路耦合动力学模型及直接积分法,分析车辆以一定速度匀速移动时,车辆参数(集中质量、悬挂系统弹簧刚度和轮胎弹簧刚度)、路面板参数(路面板厚度、接缝宽度、接缝错台和接缝传荷等)以及地基参数(地基刚度、地基阻尼及地基弱化指数等)对车-路耦合作用力的影响;给出了动荷系数(动静荷载比)随各参量变化的影响曲线及其统计特征;探讨了有接缝混凝土路面板动弯沉和动应变的变化规律.结果表明,随着车速的提高,车-路耦合作用力的变异性增大,路面板动弯沉和动应变的波动性增强;因此,在水泥混凝土路面设计时,车-路耦合引起的动态效应应予以考虑.     

矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化

针对矮塔混凝土斜拉桥结构受力特点,推导出了在恒载、车辆荷载、温度作用下整体弯曲能量表达式,以结构整体弯曲变形能最小为目标,主梁主塔单元弯矩和轴力为约束条件,应用MIDAS/CIVIL 2010的未知荷载系数模块进行了最不利荷载组合作用下矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化计算分析.讨论了车辆荷载和温度作用对矮塔斜拉桥成桥索力优化结果及大桥结构内力分布的影响,研究结果表明,车辆荷载和温度作用对拉索索力、主梁弯矩等力学参数的影响较大,在进行成桥索力优化时应该考虑车辆荷载和温度作用.     

地铁列车运行对路基激振力频率特性研究

通过轮轨相互作用关系,建立由上部车辆与下部轨道两子系统组成的地车辆一轨道垂向耦合系统模型,分析了地铁列车运行引起的轨道路基激振力频率特性。讨论了其与建筑结构振动响应的关系以及相关的减振措施。分析结果表明,地铁列车运行对路基产生荷载一般在10Hz以下,特剐集中在5Hz以内,主要表现为低频段,其频谱范围与一般建筑结构前几阶自振频率接近,容易诱发建筑结构的共振,从而放大结构的振动响应。     

四轮转向与主动悬架的模型预测集成控制

针对车辆极限工况下的稳定性问题,提出一种四轮转向和主动悬架的集成控制算法。根据四轮转向单轨参考模型和主动悬架双轨模型,建立集成控制矩阵,利用模型预测算法设计集成控制器。在实车验证基础上,采用Car Sim与Matlab联合仿真,获得了转向盘鱼钩输入下的车辆横摆角速度、质心侧偏角、车身侧倾角等特性曲线,分析了该典型极限工况下车辆的稳定性控制品质。结果表明,所设计的四轮转向与主动悬架的集成控制策略能够显著的改善车辆的操纵稳定性,解决失稳问题。