[发明专利]车-路-桥耦合动力学分析方法

摘要

本发明提供了一种车‑路‑桥耦合动力学分析方法，利用有限元软件建立钢梁模型及线弹性桥面铺装层模型，利用多刚体动力学软件建立多刚体三维车体模型、非线性轮胎模型和板簧悬挂模型并组装形成多刚体三维实车模型，与现有技术相比，多刚体三维实车模型考虑了车辆悬挂特性及轮胎对路面的影响，更加符合工程实际，进而建立钢桥车‑桥‑路刚柔耦合模型，实现车‑桥‑路耦合动力学分析；利用Abaqus有限元软件建立实体轮胎模型、粘弹性桥面铺装层模型，通过车‑桥刚柔耦合动态分析得到的车辆耦合轴力施加于实体轮胎模型，真正实现了车桥刚柔耦合的粘弹性桥面铺装动力学分析和沥青路面的破坏机理分析。

主权项

1.车-路-桥耦合动力学分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/nA.利用有限元软件分别建立钢梁模型及线弹性桥面铺装层模型，并计算所述钢梁模型的自由模态及所述线弹性桥面铺装层模型的自由模态；/nB.将步骤A所得的所述钢梁模型、所述线弹性桥面铺装层模型、所述钢梁模型的自由模态及所述线弹性桥面铺装层模型的自由模态分别导入多刚体动力学软件中；在所述多刚体动力学软件中对所述钢梁模型设置剪力钉；/nC.在所述多刚体动力学软件中对所述钢梁模型上顶面及所述线弹性桥面铺装层模型下底面的剪力钉位置设立约束力元a，组成钢桥模型，在所述钢梁模型下底面与所述钢梁模型的支座位置设置约束力元b；/nD.利用所述多刚体动力学软件建立非线性轮胎模型、多刚体三维车体模型及轮胎与车体之间的板簧悬挂模型；将所述非线性轮胎模型、所述多刚体三维车体模型及所述轮胎与车体之间的板簧悬挂模型组装，形成多刚体三维实车模型；/nE.将步骤C所得的所述钢桥模型与步骤D所得的所述多刚体三维实车模型组合，建立钢桥车-桥-路刚柔耦合动力学模型；/nF.在所述多刚体动力学软件中应用步骤E所得的所述钢桥车-桥-路刚柔耦合动力学模型，求解车辆响应、桥梁及桥面铺装层响应、车桥耦合下的车辆动态耦合轴力、轮胎与线弹性桥面三向作用力；/nG.利用Abaqus有限元软件建立钢桥主梁模型、粘弹性桥面铺装层模型及实体轮胎模型；/nH.将步骤F中所得的所述车辆动态耦合轴力施加于步骤G中的所述实体轮胎模型的连轴处，求解轮胎与粘弹性桥面三向作用力、桥梁响应及粘弹性沥青桥面铺装层响应。/n