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车桥耦合系统随机振动的虚拟激励分析

林家浩  张志超  
【摘要】:本文研究了考虑轨道高低不平顺的车桥耦合系统垂向非平稳随机振动。车辆采用具有两系悬挂10自由度的四轮模型,桥梁采用Bernoulli-Euler梁单元有限元模型。假设轨道高低不平顺为均匀调制演变随机过程,并充分考虑车轮间的相位差,采用虚拟激励法(PEM)将轨道不平度精确地转化为一系列垂向简谐不平度的叠加,亦即将轨道施加于车辆的非平稳随机激励转化为确定性激励,大大简化了运动方程的求解。在此基础上采用能够更真实地模拟车轮作用力在时间域和空间域上连续变化的精细积分法(PIM)来进行数值积分计算。最后通过算例给出了耦合系统响应统计值变化的时程曲线,分析了车辆行驶速度和轨道不平顺对于系统随机响应的影响。数值计算表明:本文发展的虚拟激励-精细积分法能够高效精确地进行车桥耦合系统的垂向非平稳随机振动分析:行车速度对于系统的随机振动响应影响较大,不容忽视。

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