如何在ANSYS中实现车-桥耦合振动分析？

当车辆以一定的速度通过桥梁时，因车辆自身动力特性的作用、桥头引道与桥面凹凸等因素的影响，引起车辆弹簧上部由车身及装载货物所构成的悬挂质量的振动。车辆的振动会促使桥梁结构发生振动，导致桥梁结构内力及位移的变化，与此同时桥梁结构的振动又会促进车辆的振动，这种相互作用和反作用在桥梁工程上便称之为车-桥耦合振动问题。

在研究车-桥耦合振动分析中，我们主要的关注点在于桥梁结构的振动响应，故车辆本身的模型只要能满足车-桥耦合振动的要求，一般做尽可能的简化，以便减少耦合系统求解的复杂程度，特别是针对大跨度桥梁。

一般来讲，车-桥耦合振动分析中，车辆模型可以采用移动质量模型来模拟，车身质量用Mass21单元表达，悬挂系统用带有阻尼参数和弹模参数的Combin14表达。

在具体分析时，将车辆和桥梁结构视为两个分离体，且假定车轮在运行过程中始终与桥面接触，则车辆和桥梁结构通过位移联系耦合成一个系统，其力学计算模型如下：

在ANSYS中，要实现这种移动质量的瞬态计算，常用的方法由位移耦合法、生死单元法以及位移接触法。其中位移耦合法使用频率较高，本文以某斜拉桥为例，简单介绍如何在ANSYS中实现车-桥耦合振动分析。

本案例斜拉桥全长110m，单向双车道，主梁为单箱双室直腹板箱型截面，宽10m，主塔为H型塔身，矩形实心截面，采用单塔双索面体系，采用ANSYS对该斜拉桥进行了有限元建模，如下所示：

首先对本桥做了动力特性分析，前8阶自振频率分别如下所示：

第三阶模态

第八阶模态

以上内容均来我首发在仿真秀平台的最新原创课程《斜拉桥有限元分析17讲-获得斜拉桥建模、静力计算、反应谱、地震时程和车桥耦合等技能》,

斜拉桥有限元分析17讲-获得斜拉桥建模、静力计算、反应谱、地震时程和车桥耦合等技能

以下是课程大纲