ความน่าจะเป็นที่ผลตอบสนองทางพลศาสตร์จะเกินเกณฑ์ออกแบบ สำหรับระบบคู่ควบยานพาหนะโครงสร้าง COMPUTATION OF PROBABILITY OF DYNAMIC RESPONSES EXCEEDING A DESIGN THRESHOLD FOR VEHICLE-STRUCTURE COUPLED SYSTEM

Abstract

พลศาสตร์ของโครงสร้างรองรับยานพาหนะความเร็วสูงถูกศึกษาโดยใช้แบบจำลองยานพาหนะหลายคัน แบบจำลองความขรุขระแบบสุ่มและแบบจำลองโครงสร้างยืดหยุ่นเชิงเส้น (Linear Elastic Structure) โดยยานพาหนะเป็นแบบ 3 คันที่ใช้เพลาร่วม(Articulated Bogies) มี 10 ดีกรีความเป็นอิสระ(Degree of Freedom, DOF)โดยที่มีการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ และมีจุดเชื่อมต่อ (Interface) กับโครงสร้างทางวิ่ง 4 จุด ความขรุขระพื้นผิว (Surface Roughness) ของทางวิ่งจำลองโดยใช้ตัวกรองไวท์นอยซ์ (Filtered White Noise) ปรับให้ใกล้เคียงกับข้อมูลจริง  โครงสร้างทางวิ่งจำลองโดยใช้หลักการแยกโหมดการสั่น (Modal Decomposition) โดยมีความถี่ธรรมชาติ รูปร่างโหมด (Modeshape) และความหน่วงของโครงสร้างเป็นตัวแปรสำคัญ  แบบจำลองจุดเชื่อมต่อ (Interface Model) เป็นแบบสปริงเชิงเส้นที่สัมผัสกับพื้นผิวโครงสร้างตลอดเวลา ตัวแปรทั้งหมดของยานพาหนะ ความขรุขระและโครงสร้างถูกทำให้เป็นตัวแปรไร้หน่วยและสมการระบบคู่ควบยานพาหนะโครงสร้าง (Coupled Vehicle-Structure System Equation) จะถูกเขียนอยู่ในรูปสเตทฟอร์ม (State Form) เมื่อคำนวณค่าเฉลี่ย ความแปรปรวนของแฟคเตอร์กำลังขยาย (Dynamic Amplification Factor, DAF) ของผลตอบสนองโครงสร้าง รวมทั้งอนุพันธ์ลำดับที่ 1ได้ ก็จะสามารถหาค่าความน่าจะเป็นที่ผลตอบสนองโครงสร้างจะเกินค่าที่กำหนดไว้ได้