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基于气动弹性模型的桥梁断面颤振导数识别
| 论文题名： | 基于气动弹性模型的桥梁断面颤振导数识别 |
| 关键词： | 颤振导数;参数识别;特征系统实现算法;节段模型;拉条模型;全桥气弹模型;均匀流场;紊流场;随机减量;模态坐标扩展;颤振机理 |
| 摘要： | 颤振导数是描述桥梁结构主梁断面气动性能的重要参数,大跨径桥梁的颤振和抖振问题的研究也是建立在主梁颤振导数识别的基础之上.目前对于颤振导数的识别主要是基于二维刚体节段模型,本文则通过从二维刚体节段模型到拉条模型再到三维气弹模型的顺序,对三种不同的桥梁抗风试验模型进行主梁断面的颤振导数识别,并进行深入的理论和试验方法的研究.第一章首先综述了各种不同的颤振导数以及主梁气动力的表达方法,继而对各种颤振导数的识别方法进行了归纳,并分析了各自的特点及其局限性.第二章则首先对各种模态参数识别方法进行了简要回顾,然后详细介绍了ERA特征系统实现算法进行模态参数识别的方法.第三章则是利用ERA特征系统实现算法进行节段模型颤振导数识别的研究.该章首先发展了利用ERA算法进行节段模型颤振导数识别的基本原理,编制了均匀流场下节段模型颤振导数识别的程序,利用理想平板断面的数值仿真研究验证了程序的可靠性,研究了不同噪声水平下该算法的抗噪声能力,并与MITD方法进行了比较,同时对润扬大桥的主梁断面进行了颤振导数识别试验研究.第四章提出了利用拉条模型进行颤振导数识别的研究.该章首先回顾了拉条模型的发展过程,并介绍了拉条模型的设计和制作,发展了利用拉条模型进行颤振导数识别的基本原理,考虑到试验过程中测点的限制,并提出了利用模态坐标扩展技术对未知测点进行坐标扩充,进行了均匀流场下的风洞试验研究对平板断面拉条模型进行了颤振导数识别.第五章则是利用全桥气弹模型进行颤振导数识别的研究.该章也首先介绍了全桥气弹模型的设计和制作的基本方法,并以苏通大桥为背景进行了气弹模型的设计制作以及动力特性验证.第六章则首先介绍了颤振分析方法,然后着重利用了2D两自由度体系和2D三自由度体系的颤振复模态迭代分析法,对拉条模型和全桥气弹模型的颤振机理进行了计算和分析,并分析了侧向颤振导数在颤振分析中的作用.最后在第七章中对全文的工作进行了概括和总结,并指出论文中需要进一步研究的问题和深入研究的方向. |
| 作者： | 马如进 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 陈艾荣 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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