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基于LS-DYNA的偶数跨刚构-连续梁桥车桥耦合振动分析
基于LS-DYNA的偶数跨刚构-连续梁桥车桥耦合振动分析
摘要：
随着城市化的进程，桥梁的数量和重要性不断增加。为了确保桥梁的安全可靠运行，对桥梁的振动特性进行研究是至关重要的。本文以偶数跨刚构-连续梁桥为研究对象，采用LS-DYNA软件进行桥车耦合振动分析。通过建立桥梁的有限元模型和车辆的多体动力学模型，实现了桥梁和车辆之间的耦合分析。通过振动模态分析和频率响应分析，得到了桥梁的自由振动频率和动态响应。研究结果表明，在不同车速下，振动模态会发生变化，并且最大响应点会随车速的增加而发生变化。论文的研究对于提高桥梁的设计和维护水平具有重要的指导意义。
Abstract:
Withtheprocessofurbanization,thenumberandimportanceofbridgesareincreasing.Inordertoensurethesafeandreliableoperationofthebridges,itiscrucialtostudythevibrationcharacteristicsofthebridges.Inthispaper,theeven-spanrigid-frame-continuous-beambridgeistakenastheresearchobject,andtheLS-DYNAsoftwareisusedtoanalyzethecouplingvibrationofthebridgeandvehicle.Byestablishingthefiniteelementmodelofthebridgeandthemultibodydynamicsmodelofthevehicle,thecouplinganalysisbetweenthebridgeandvehicleisrealized.Throughvibrationmodalanalysisandfrequencyresponseanalysis,thefreevibrationfrequencyanddynamicresponseofthebridgeareobtained.Theresearchresultsshowthatthevibrationmodewillchangeunderdifferentvehiclespeeds,andthemaximumresponsepointwillchangewiththeincreaseofvehiclespeeds.Thestudyofthispaperisofgreatsignificanceforimprovingthedesignandmaintenanceofbridges.
1.引言
桥梁是城市交通运输和经济发展的重要组成部分。随着车辆的增加和车速的提高，桥梁的振动问题引起了越来越多的关注。桥梁的动力特性研究对于确保桥梁的结构安全和服务性能具有重要意义。传统的桥梁振动分析方法主要采用有限元方法，这种方法可以有效地预测桥梁的振动特性，并对桥梁的结构进行评估。然而，这种方法忽略了车辆-桥梁之间的相互作用，不能准确地预测桥梁在实际使用过程中的振动响应。因此，研究桥车耦合振动分析方法对于提高桥梁的设计和维护水平具有重要意义。
2.研究方法
本文采用了LS-DYNA软件进行桥车耦合振动分析。首先，根据实际情况建立了偶数跨刚构-连续梁桥的有限元模型。模型中考虑了梁、墩柱和桥面盖板等结构的刚度和质量，以及连接件的刚度。然后，根据车辆的特点建立了多体动力学模型。模型中考虑了车辆的质量、惯性和悬架系统等因素。最后，通过耦合分析得到了桥梁和车辆之间的相互作用力，并得到了桥梁的振动模态和响应。
3.桥车耦合振动分析结果
通过振动模态分析，得到了桥梁的前几个模态形式和相应的频率。结果表明，桥梁的振动模态主要集中在横向和纵向振动模态上，而通常的振动模态则是跨度振动模态。通过频率响应分析，得到了桥梁在不同车速下的动态响应。结果表明，随着车速的增加，桥梁的动态响应会发生变化，并且最大响应点会随车速的增加而发生变化。
4.结论
本文采用LS-DYNA软件进行了偶数跨刚构-连续梁桥车桥耦合振动分析。研究结果表明，在不同车速下，桥梁的振动模态会发生变化，并且最大响应点会随车速的增加而发生变化。本文的研究对于提高桥梁的设计和维护水平具有重要的指导意义。未来的研究可以进一步考虑其他因素，如动力特性和地震响应等，以提高桥梁的抗震性能和服务水平。