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水下悬浮隧道非线性动力响应及时滞减振理论研究
| 论文题名： | 水下悬浮隧道非线性动力响应及时滞减振理论研究 |
| 关键词： | 水下悬浮隧道;时滞减振理论;动力响应;耦合系统 |
| 摘要： | 随着“海洋强国”国家战略的提出，我国交通基础设施不断向远海和深海发展，在海峡或岛屿之间设计建造运营可靠、全天候和造价相对合理的交通结构物，对解决未来超长深海水域跨越通道等重大新型交通工程显得尤为重要。此外随着社会和科技的发展，新材料、新设备和新工艺在工程中越来越多的应用，新型漂浮式柔性结构将有望代替传统结构。本研究紧密跟踪国内外大跨结构非线性建模理论以及动力学研究这一热点研究领域，以张力腿式水下悬浮隧道为研究对象，研究了水下悬浮隧道的非线性动力响应及其时滞减振理论，具体内容如下： 1.基于Euler-Bernoulli梁理论和时滞减振策略，将隧道管体对张力腿的作用力假设为参数激励的方式，考虑流体阻尼力和附加惯性力，建立了悬浮隧道张力腿的非线性振动控制方程，利用Galerkin法和线性稳定性分析，得到时滞作用下控制系统稳定性边界条件。通过数值计算分析了不同控制参数对结构振动响应的影响。 2.考虑海流流经张力腿时横流向产生的涡街作用力，建立参-强激励下张力腿的力学模型，采用多尺度法求解受控系统主共振响应的近似解，得到平均方程和幅频方程，并利用非零解的稳定性边界条件，以衰减率为目标函数，实现最优化控制，进而通过具体算例分析了不同控制参数对系统响应的影响。 3.以竖直锚定式张力腿悬浮隧道为研究对象，将隧道管体和张力腿均假设为Euler-Bernoulli梁模型，考虑流体阻尼力以及海流作用对悬浮隧道产生的涡激升力影响，进一步建立了移动荷载作用下隧道管体-张力腿耦合振动模型和车-隧道管体-张力腿耦合振动模型，分析了移动荷载、荷载移速、水流流速和预张力等对隧道管体-张力腿的非线性动力响应特性的影响，并采用时滞减振技术对车-隧道管体-张力腿耦合模型进行振动控制研究。 |
| 作者： | 童俊辉 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 彭剑 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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