文档介绍：本科毕业设计
外文文献及译文
文献、资料题目:Dynamic analysis of bridge vehicle
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不确定性桥梁车辆系统动态分析的模型。
摘要
本文提出了关于车桥不确定的相互作用动态分析方法。把一座桥模拟成一简支梁欧拉伯努利简支梁,移动荷载作用在其顶部。该荷载随着时间的变化产生不同的变异系数,这被认为是高斯随机过程。车桥系统的数学模型,建立在系统的有限元模型上,其中KarhunenLoeve扩展代表高斯随机过程,用Newmark-方法来解决系统方程。文中提出的方法与蒙特卡洛法相比,,在力的作用下均值和结构反应的结果是非常准确的。和蒙特卡罗方法的比较,文中提出的方法在计算效率也有优异的性能。
. Wu, . Law
Civil and Structural Engineering Department, Hong Kong Polytechnic University, Hunghom, Kowloon, Hong Kong, China
文章历史:2009年3月24日初稿完成2010年1月9日修订完成 2010年5月20日发表
关键词:动态;车桥系统;不确定性;移动荷载;高斯;有限元法;KarhunenLoéve扩展

近年来桥梁状态的评估在研究人员中是很受欢迎的。当一个车辆通过桥面板时,一个放大的需要加以考虑的力将会出现。
受到移动车载负荷的桥梁动力响应结构已经被研究了十年之久。Fryba提出解析等截面的简支梁和连续梁。Green 和 Cebon给出了欧拉伯努利梁的动态响应
在频域下使用迭代过程,来解决“quarter-car”车辆模型。类似工作被杨和林做过,两个人曾经研究过行驶中的车辆的动态互动和支护桥梁采用模态叠加技术的解决方案。Zheng et 。梁桥模型是由Zhu and Law扩展在拉格朗日方程和模态叠加基础上通过一系列的移动荷载作用于正交各向异性板和简支矩形板的两个平行边而建成的。Marchesiello et al. 也提出了一种解析的方法, 在七个自由度车辆系统运作下以桥梁车辆系统之间的互动关系将载荷作用的连续桥面转化为各向同性。
与上述工作中模态叠加的应用技术相比,用有限元分析方法来处理更复杂的桥梁车辆动态模型。
Henchi et ,此时大量的车辆以规定的速度在桥面上行驶,作用于桥面车载轴载被描绘成使用形函数有限元模拟的节点力。耦合方程解决了在不用迭代法的情况下的桥梁车辆系统运动。类似的方法Lee ,Yhim 和Kim et 。通过实验和现场分别测试数据,也有其他种类的有限元模型方法,如“移动单元法”和“移动质量单元法”,来解决移动荷载作用在框架和钢结构上的难题。
虽然在车桥相互作用的问题中大多数的方法将路面不平度作为了不确定性的来源,但是传统的解决方法很准确。在ISO标准中根据其谱线密度的定义,路面不平度被认为是不规则的型材的样品。如果激振作用在不确定性桥面时,根据不同的粗糙度,不同的样品就可以获得不同的响应统计计算,并且可以完整描述桥梁车辆的动态响应系统。当从表面上看时,车桥系统经常展现一个固有的随机性。由于其中不确定性结构性能以及加载过程,传统的确定性分析一般只能解决近似的情况。此时,应该用随机分析来代替车桥系统的互动问题。
近年来将桥面粗糙度的动态响应建模为高斯随机过程的研究工作已经开展进行了。由于车辆和桥梁的表面粗糙度参数认为是确定性,所以一些研究人员只考虑了随机性。这些工作主要可以分为频域法和时域方法。其他还包括移动车辆在整体质量、刚度、阻尼和移动速度上的随机性来评估结构的响应。另一个桥梁结构的随机性很少用在研究车轴的交互问题上。随机有限元方法通常用来分析模型结构的不确定性。一个单一的移动荷载作用在梁上,Fryba et al. 通过摄动刚度和被模拟成高斯随机变量期望值的阻尼来评价梁的动态响应。
当不确定性数值增加时,摄动法会失去它的准确性,此时Karhunen_Loéve expansion将被采用来代表高斯随机过程。在高斯车载荷载的作用下,这座桥的反应可能会有非高斯特性,但是可以近似看成具有高斯随机的特性。这种方法跟Ghanem 和Spanos所提出的在一个多项式的基础上通过随机有限元方法来预测非高斯随机响应特性是相似的。它是一种更普遍的能处理变量范围更广的方法.。然而,在大量的KarhunenLoeve组件的数量代表系统参数和励磁