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大跨度悬索桥主梁颤振特性数值模拟与试验研究
| 论文题名： | 大跨度悬索桥主梁颤振特性数值模拟与试验研究 |
| 关键词： | 大跨悬索桥;风致振动;主梁颤振;风洞试验;湍流模型 |
| 摘要： | 随着大跨度桥梁的广泛运用,其风致振动的敏感性问题日益受到关注。在风致振动中,颤振对于桥梁结构的安全有非常大的隐患。本文针对颤振进行重点研究,对于实际应用具有重要意义。 首先,本文总结分析了桥梁风毁病害案例及特征,介绍了风对桥梁结构的作用类型和作用方式,综述了国内外颤振理论的发展和研究现状。介绍了CFD数值模拟技术,给出了流体的基本运动方程,简要介绍了数值模拟的方法,以及数值模拟运用到的软件。 其次,介绍了湍流的数值模拟方法,介绍了某大跨度悬索桥的工程背景,以其主梁断面为研究对象,建立三种湍流模型下的数值模型,利用Fluent进行数值模拟,识别了断面的8个颤振导数,并与理论解对比,研究湍流模型对颤振导数识别的影响;改变湍流度,观察在不同湍流度下的识别模拟表现,研究湍流度对颤振导数识别精度的影响;改变强迫振动振幅,观察在不同振幅下的识别模拟表现,探讨了振幅对识别精度的影响。介绍了利用颤振导数,计算悬索桥主梁颤振临界风速的方法。 最后,建立基于全桥的ANSYS有限元模型,分析研究了悬索桥的动力特性,获取风洞试验参数。通过主梁节段模型颤振性能的风洞试验,利用直接颤振法测定了结构成桥及施工态的颤振临界风速,利用颤振导数计算了主梁颤振临界风速,分析评价了主梁的颤振稳定性,在此基础上提出气动优化方案,并进行试验比较。 |
| 作者： | 朱元奇 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 郑史雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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