一种不确定车桥耦合振动系统响应的求解方法技术方案

本发明专利技术公开了一种不确定车桥耦合振动系统响应的求解方法，针对不确定车桥耦合振动系统巧妙的引入了一个服从正态分布的振幅系数α，从而改变了输入系统的随机虚拟激励，让其具备了正态随机分布特征，进而带入方程得到系统响应，通过自相关过程得到响应功率谱密度函数，进而也可以求出系统响应的方差，标准差等；主要针对不确定模型的求解算法，通过在构造虚拟激励时的巧妙改变，且合理的划分空间频率区间，让本不具备计算不确定结构的虚拟激励法有了能够计算不确定结构的能力，这样就使得随机虚拟激励法有了一些虚拟激励法的特点，就比如计算的高效、结果的精确以及样本的减小，这也为研究不确定结构带来了便利。为研究不确定结构带来了便利。为研究不确定结构带来了便利。

【技术实现步骤摘要】
一种不确定车桥耦合振动系统响应的求解方法


[0001]本专利技术涉及车桥耦合振动系统响应求解分析
，具体为一种不确定车桥耦合振动系统响应的求解方法。

技术介绍

[0002]近些年来，由于国内经济的加速，基建的投入不断加大，各地的桥梁拔地而起，随着桥梁的不断增加，行车效应的问题不得不正视，尤其对于车桥耦合振动响应的研究显得十分必要，对于桥梁行车的舒适性、安全性、稳定性还是桥梁健康的研究都有着重要的作用。桥梁作为交通运输咽喉有着及其重要的作用，特别是在高铁领域，现如今人们出行是离不开高铁这个重要的交通方式。随着桥梁和车辆模型的日益复杂，在整个系统中，桥梁的外部环境也十分重要，温度的变化，动静荷载的作用，测量的误差等。这给结构参数的实测与统计带来了难度，增加了其不确定性，比如车辆在制造测量环节，许多关键参数是不能确定的，以及桥梁参数也会随着外部环境而变化，这也给车桥耦合计算带来了新的难度与挑战。
[0003]在这之前计算车桥耦合随机振动的数值也是有很多种，其中最具影响力的是林家浩提出的虚拟激励法（Pseudo Excitation Me本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不确定车桥耦合振动系统响应的求解方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：通过商业有限元软件Ansys建立车辆模型，并根据解析解验证车辆模型的自振频率；步骤2：通过商业有限元软件Ansys建立桥梁模型，并根据计算得到的自振频率及模态验证桥梁模型的正确性；步骤3：确定车辆模型和桥梁模型参数的变异系数Cov，依据变异系数Cov和均值通过Monte Carlo抽样获得随机参数；步骤4：明确车辆和桥梁不确定模型样本数量，将随机参数结合不确定模型带入Ansys中获得不确定模型的模态和自振频率；步骤5：选定轨道不平顺功率谱密度函数，根据随机虚拟激励原理在Matlab中编程，合理划分空间频率，获得随机虚拟激励；步骤6：根据构造的随机虚拟激励，把随机虚拟激励样本分为余弦和正弦激励样本，分别带入车桥耦合随机振动系统，并计算车桥耦合随机振动系统的正弦和余弦响应样本；步骤7：根据求解得到的正弦和余弦响应样本，结合空间频率进行梯形积分，得到系统响应统计量；步骤8：根据系统响应统计量求得其标准差或方差；步骤9：获得系统响应样本的分布情况。2.根据权利要求1所述的一种不确定车桥耦合振动系统响应的求解方法，其特征在于，所述桥梁模型为：（1）式中，M
b
、C
b
、K
b
分别表示桥梁的质量矩阵、桥梁阻尼矩阵和桥梁刚度矩阵，分别表示桥梁的加速度、速度以及位移响应，F
b
表示桥梁受到的外力作用；所述车辆模型为：（2）式中，M
v
、C
v
、K
v
分别表示车辆的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，分别表示车辆运动的加速度、速度以及位移向量；f
v
为作用在车辆上的外部激励力或荷载。3.根据权利要求1所述的一种不确定车桥耦合振动系统响应的求解方法，其特征在于，步骤5中获得随机虚拟激励，以及步骤6中车桥耦合随机振动系统的正弦和余弦响应样本具体包括：结构受平稳激励作用下其运动方程为：（3）其中，[M]、[C]、[K]分别代表n阶随时间变化的系统质量、阻尼和刚度矩阵，
分别代表车桥系统响应的加速度、速度以及位移向量，[P]表示作用力分布状况的n
×
m阶矩阵；｛x(t)｝表示为零均值平稳随机过程，其功率谱密度为[S
xx
(ω)]；线性系统受到自谱密度为S
xx
(ω)的单点平稳随机激励x(t)时，其响应y的自功率谱S

【专利技术属性】
技术研发人员：朱思宇，向天宇，易瑞，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：