Avaliação e Desenvolvimento de Modelo Numérico para Interação Veículo-Ponte Através do Método dos Elementos Finitos Posicional

Abstract

A Interação Veículo-Ponte (IVP) descreve respostas acopladas que ocorrem quando um veículo percorre sobre uma ponte, neste momento, os dois sistemas se influenciam, produzindo um comportamento dinâmico integrado. O estudo de IVP geralmente combina a análise analítica e dinâmica do veículo com o auxílio de modelagem numérica para representação da ponte. Essas pontes, geralmente são discretizadas com o uso de elementos finitos, comumente são usados elementos de barra. Enquanto os veículos são simplificados a um sistema massa-mola-amortecedor que representa o chassi e os eixos do veículo. Este trabalho emprega e avalia uma representação alternativa do modelo do veículo, que é mecanicamente equivalente aos sistemas convencionais, por meio do adequado posicionamento de elementos finitos de pórtico plano no modelo. Os efeitos não lineares adicionados da passagem do veículo são incorporados segundo a formulação de elementos finitos posicional. Uma forma modificada no modelo viscoelástico de Kelvin-Voigt é adotada para representação dos materiais e ajustes no sistema mola-amortecedor no modelo do veículo. Multiplicadores de Lagrange são utilizados para impor as conexões entre veículo e ponte usando juntas deslizantes durante a trajetória. A rugosidade da superfície ao longo da trajetória foi considerada. As respostas dinâmicas simuladas são comparadas com a literatura, demonstrando a precisão da modelagem proposta na representação do problema de IVP.