简要分析非线性因素对车桥耦合动力特性的影响

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  摘 要:当车辆以一定速度通过桥梁时,使桥产生振动、冲击等动力效应。而桥梁的振动又反过来影响车辆的振动。这种相互作用、相互影响的问题,就是车辆与桥梁之间的振动耦合问题。理论和实际上证实了在车辆荷载作用下,桥梁结构将产生比相通静载作用下更大的变形和应力。车辆在桥上行驶,由于其密切联系实际而一直受到广泛关注。本文首先在参考各种研究的基础上,对车桥系统振动问题的研究概况做出了简要综述,回顾历史,并讨论了研究中存在的一些问题以及进一步的工作。
  关键词:简支梁桥;车辆荷载;动力响应;耦合振动;非线性;
  中图分类号:TN-9 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2014)-04-00266-03
  前面我们研究的都是线性振动,线性弹簧在复杂路面和多变工况下,其性能相对较差。实际上我们见到的车辆是才用非线性弹簧,非线性弹簧没有固有频率,因此避免了在外界激励下发生共振的危险。这种变刚度非线性弹簧在小振幅激励下表现的很软,提高车辆的舒适度;在大振幅振动的激励下弹簧变硬,避免过大车轮的那个荷载和车轮动位移,因而有必要掌握变刚度弹簧振动规律,可为车辆动力学分析,改善平顺性等方面提供依据。我们熟知的线性振系中的振兴叠加原理,对非线性振系是不适用的。在这里,采用正弦曲线作为桥振动的弹性曲线,设y(t)为桥梁跨中的竖向位移。于是该桥梁的发生上下振动時任一点x处任一瞬时t竖向位移Y(x,t),可以表达为
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