簡要分析非線性因素對車橋耦合動力特性的影響

摘 要：當車輛以一定速度通過橋梁時，使橋產生振動、沖擊等動力效應。而橋梁的振動又反過來影響車輛的振動。這種相互作用、相互影響的問題，就是車輛與橋梁之間的振動耦合問題。理論和實際上證實了在車輛荷載作用下，橋梁結構將產生比相通靜載作用下更大的變形和應力。車輛在橋上行駛，由于其密切聯系實際而一直受到廣泛關注。本文首先在參考各種研究的基礎上，對車橋系統振動問題的研究概況做出了簡要綜述，回顧歷史，并討論了研究中存在的一些問題以及進一步的工作。

關鍵詞：簡支梁橋；車輛荷載；動力響應；耦合振動；非線性；

中圖分類號：TN-9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-04-00266-03

前面我們研究的都是線性振動，線性彈簧在復雜路面和多變工況下，其性能相對較差。實際上我們見到的車輛是才用非線性彈簧，非線性彈簧沒有固有頻率，因此避免了在外界激勵下發生共振的危險。這種變剛度非線性彈簧在小振幅激勵下表現的很軟，提高車輛的舒適度；在大振幅振動的激勵下彈簧變硬，避免過大車輪的那個荷載和車輪動位移，因而有必要掌握變剛度彈簧振動規律，可為車輛動力學分析，改善平順性等方面提供依據。我們熟知的線性振系中的振興疊加原理，對非線性振系是不適用的。在這里，采用正弦曲線作為橋振動的彈性曲線，設y（t）為橋梁跨中的豎向位移。于是該橋梁的發生上下振動時任一點x處任一瞬時t豎向位移Y（x，t），可以表達為