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扁平钢箱梁的颤振性能数值研究及涡振性能试验研究
| 论文题名： | 扁平钢箱梁的颤振性能数值研究及涡振性能试验研究 |
| 关键词： | 单跨悬索桥;扁平钢箱梁;风洞试验;CFD软件;颤振性能;涡激振动 |
| 摘要： | 我国是世界桥梁大国，桥梁作为国家经济发展的重要交通设施，可见其地位举足轻重，同时现代桥梁逐渐向轻质、轻柔、大跨方向发展，使得风致敏感性愈发明显，导致风致振动问题的研究更加重要而紧迫。本文主要针对风致振动问题中的颤振和涡振进行研究，为实际工程和相关研究工作提供参考价值。 本课题研究是以某主跨为880m的单跨悬索桥为工程背景，对其主梁断面节段模型进行了颤振试验和涡振试验。应用CFD(Computational Fluid Dynamics)方法，对该主梁断面进行了二维数值模拟，成功识别出与竖向和扭转有关的八个气动导数，并以该主梁断面为基础，通过改变断面的气动外形来研究其对主梁断面颤振性能的影响。主要工作包括以下几个方面: (1)以某悬索桥为工程背景，采用ANSYS有限元分析软件建立该桥有限元模型，并进行动力特性分析。 (2)基于某悬索桥主梁断面节段模型风洞试验，采用直接测量法测定成桥及施工状态在不同风攻角下的颤振临界风速，并对该桥的颤振稳定性能进行评价;基于涡振试验重点研究了风攻角、结构阻尼比和导流板等对主梁涡振性能的影响，提出了优化主梁涡振性能的有效气动措施。 (3)采用FLUENT流体力学软件和MATLAB数值分析软件对平板模型进行气动导数数值识别，并将所得数值解与平板气动导数理论解进行对比，以验证本文数值模拟方法的有效性，并成功识别了本桥扁平钢箱梁断面的八个气动导数。同时，详细探讨了不同计算域尺寸和模型振动幅值大小对平板模型气动导数数值识别精度的影响。 (4)基于CFD数值模拟方法，研究了扁平钢箱梁气动外形变化对桥梁颤振性能的影响。 (5)最后，分析了所做的研究工作，进行了全面总结，为实际工程和相关研究工作提供了一定的参考价值，并指出了需要进一步完善和深入研究的问题。 |
| 作者： | 张建 |
| 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： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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