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大跨度悬索桥三维颤振数值分析及主动控制风障影响研究
| 论文题名： | 大跨度悬索桥三维颤振数值分析及主动控制风障影响研究 |
| 关键词： | 大跨度悬索桥;三维颤振分析;数值计算;主动控制风障;数值风洞;空间有限元模型 |
| 摘要： | 随着大跨度桥梁的跨径不断加大，风致桥梁振动愈发显著，已成为大跨度桥梁设计的控制性因素。主动控制风障能在提高桥面车辆行驶风速限值的同时保证大跨度桥梁的抗风稳定性，具有重要意义。 本文研究了基于“数值风洞”识别颤振导数和数值方法识别颤振临界风速相结合的大跨度桥梁三维颤振分析全数值方法，能有效避免传统风洞试验费用高、试验方法复杂、周期长等不足，并探讨研究了考虑主动控制风障及车辆存在对大跨度桥梁颤振稳定性能的影响。主要开展了以下几个方面的工作: 1、基于ANSYS建立了大跨度悬索桥的空间有限元模型，采用大位移预应力模态分析方法计算了其成桥状态的动力特性，研究了鱼骨架模型不同模拟方式以及桥面车辆存在对大跨度桥梁成桥状态的动力特性的影响; 2、推导了18个颤振导数识别的时域最小二乘法的矩阵形式，并基于MATLAB编写了颤振导数识别程序; 3、采用分状态强迫振动法基于“数值风洞”及动网格技术计算了两种经典截面的非定常气动力，并对其颤振导数进行了识别，验证了本文颤振导数数值识别方法的正确性和有效性; 4、推导了大跨度桥梁三维颤振分析多模态频域法和全阶模态频域法，并基于MATLAB编写了颤振临界风速识别的程序，同时基于ANSYS建立了三维颤振分析的时域方法，然后通过一个经典算例验证了本文数值方法及程序的正确性和有效性; 5、采用全数值方法对润扬悬索桥进行了三维颤振分析，并探讨了主动控制风障及桥面车辆存在对大跨度桥梁颤振稳定性能的影响。 |
| 作者： | 漆一宏 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 郭文华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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