刚性道面模态分析的有限元模型及其验证

作     者：彭科迪 赵鸿铎 曾孟源 边泽英 郭牧 

作者机构：同济大学道路与交通工程教育部重点实验室 同济大学民航飞行区设施耐久与运行安全重点实验室 

出 版 物：《吉林大学学报(工学版)》 (Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition))

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52278457 51978520) 

主　　题：道路与铁道工程 刚性道面 有限元模型优化 模态分析 结构振动 模态频率 

摘      要：为解决模型理论模态与实测模态对应难的问题，在上海龙华机场8块板开展足尺度试验，板中施加冲击荷载并反演结构参数，由分布式光纤实测振动识别各板模态频率；以模型理论频率与实测频率的平均相对误差为指标，确定了ABAQUS道面模型的最优板块数目、侧面边界、单元类型及尺寸；并采用15组试验的实测频率验证了模型的准确性。结果表明：以接地弹簧模拟板间接缝、侧面自由、采用1/3板厚C3D8R单元的道面结构单板模型，其理论模态结果更接近实测模态；前两阶频率模型计算值与实测值的R2分别为0.922， 0.967，各阶频率平均误差均5%，总平均误差3%。与目前常用的多板道面结构有限元模型相比，本模型的理论结果与试验模态相统一，可为道面结构的模态分析提供参考。