文档介绍：分类号: 密级:公开
档案号:2013-06-081402-49-037 学号:1011031042
硕士学位论文
(2013 届)
考虑车桥气动特性的风-车-桥耦合振动研究
研究生姓名戴云彤
指导教师姓名蒋明教授
专业名称结构工程
研究方向混凝土结构与组合结构
理论及其应用
论文提交日期 2013 年 06 月
苏州科技学院硕士学位论文
考虑车桥气动特性的风-车-桥耦合振动研究
硕士研究生:戴云彤
指导教师: 蒋明教授
学科专业: 结构工程
苏州科技学院土木工程系
二零一三年六月
Master Dissertation of Suzhou University of
Science and Technology
Study on Wind-Vehicle-Bridge Coupled
Vibration Considering the Aerodynamic
Characteristics of Vehicle-Bridge
Master Candidate: Dai Yuntong
Supervisor: Prof. Jiang Ming
Major: Structure Engineering
Suzhou University of Science and Technology
School of Civil Engineering
June, 2013
苏州科技学院学位论文独创性声明和使用授权书
独创性声明
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行
研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其
他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究作出重要贡献的
个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名: 日期: 年月日
学位论文使用授权书
苏州科技学院、国家图书馆等国家有关部门或机构有权保留本人所送交论文
的复印件和电子文档,允许论文被查阅和借阅。本人完全了解苏州科技学院关于
收集、保存、使用学位论文的规定,即:按照学校要求提交学位论文的印刷本和
电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服
务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存汇编学位论文;同意
学校在不以赢利为目的的前提下,用不同方式在不同媒体上公布论文的部分或全
部内容。
(保密论文在解密后遵守此规定)
论文作者签名: 日期: 年月日
指导教师签名: 日期: 年月日
摘要
随着经济的发展以及社会对交通便利的更高要求,桥梁的设计和建造越来越
多地朝着轻柔、大跨的方向发展,跨峡谷、跨江以及跨海大桥的数目也较以前增
多。由于大跨桥梁的刚度以及阻尼值下降,对侧风的敏感度增大,强侧风下车辆
行驶在桥梁上时的车桥动力特性研究具有理论与实用价值。本课题以南京长江二
桥南汊大桥为工程背景,综合考虑侧风、车辆和大跨度桥梁三者之间的相互作用,
对构成的风-车-桥耦合振动系统进行了研究。主要研究内容如下:
1、基于 CFD 数值模拟方法,采用流体软件 FLUENT 建立车桥系统的三维
分析模型,利用动网格技术对风场中车辆在桥梁上运动状态进行模拟,考虑车辆
和桥梁之间相互的气动影响,对车桥系统的气动力参数进行计算,分析了车辆和
桥梁相互的气动影响,静止与移动车辆的气动力参数的不同,以及车辆在桥梁上
移动时,风速与车速对车桥系统气动特性的影响;
2、采用改进的谐波合成法模拟脉动风场,进行了桥梁抖振时域分析,建立
了 13 个自由度的两轴四轮车辆分析模型,基于功率谱密度函数生成路面粗糙度
样本,模拟计算了侧风下公路面上的车辆响应,研究了公路面上行驶车辆受到侧
风作用时的动力特性,得到了路面粗糙度、车速和风速对车辆响应的影响;
3、基于分离迭代法,利用有限元软件 ANSYS 与编程软件 MATLAB 实现车
桥耦合振动的迭代计算,以南京长江二桥南汊大桥为研究对象,研究了车队通过
桥梁时的桥梁响应、桥梁的冲击系数以及车辆响应,得到了路面粗糙度和车速对
其的影响;
4、建立侧风下车队行驶在公路桥梁上的风-车-桥耦合振动系统的分析模型,
对比了桥梁抖振时域分析、车桥耦合振动分析与风-车-桥耦合振动分析中的桥梁
响应,探讨了风