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斜拉索风雨激振非线性动力学行为研究
| 论文题名： | 斜拉索风雨激振非线性动力学行为研究 |
| 关键词： | 斜拉索;风雨激振;混沌现象;形成机理;非线性动力学行为 |
| 摘要： | 拉索结构在工程实践中扮演着重要角色,随着斜拉桥跨度的增大,其拉索的长度也不断增大,由于拉索具有柔度大、长细比大、阻尼低的特点,在风雨的天然环境里,极易发生各种风致振动,而拉索的风雨激振是最主要的形式之一,大幅振动会造成锚具部位的拉索疲劳破坏,以及表面防腐材料的损伤,严重影响了斜拉桥的安全运营。索的风雨激振问题极为复杂,其风雨振形成机理仍存在许多问题。所以近几十年来,拉索风雨激振问题一直成为研究的热点和难点。 本文在前人研究的基础上,综合全面地考虑了拉索和水线在振动过程中的相互作用力,即同时考虑回复力和库仑阻尼力的存在,利用达朗伯原理建立了拉索和水线在风雨激振条件下的两自由度耦合非线性运动微分方程,采用Mathematic程序对方程进行了数值分析,得到索和水线的运动相图,表明系统运动收敛于稳定极限环。接着分析了系统参数对拉索风雨激振的作用,得出密度比、粘滞系数以及结构阻尼等参数都是拉索振幅的重要影响因素,同时分析了拉索振幅与风速的关系,其关系图表明拉索风雨振具有“限速”,“限幅”的特性。然后利用Matlab程序计算李雅普诺夫(Lyapunov)特性指数得出系统存在混沌区,相轨线与时程曲线随着时间的延长差距会越来越大,具有不可预测性,从而更好地诠释了系统的混沌现象。拉索风雨振具有很多的耦合因素,在数值分析过程中发现拉索和水线具有很好的耦合效应,它们的运动相图表现为反相,水线的运动规律基本表现为正弦规律。最后针对拉索风雨激振,介绍了其相应的控制措施,阻尼器对拉索风雨振具有很好的抑制效果。 |
| 作者： | 唐艳 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 肖勇刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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