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基于递推随机有限元方法的大跨斜拉桥随机动力特性研究
| 论文题名： | 基于递推随机有限元方法的大跨斜拉桥随机动力特性研究 |
| 关键词： | 递推随机有限元方法;大跨斜拉桥;鄂东长江大桥;动力特性 |
| 摘要： | 随机结构是指某些物理和几何参数为随机量的工程结构。二十世纪以来,研究者们对随机结构的特征值问题研究取得了不同程度的进展。随着交通运输的发展,在桥梁设计中大跨斜拉桥以其独特的结构形式常常被设计人员青睐。与此同时,大跨斜拉桥的随机动力特性问题研究越来越受科研人员的重视。对于复杂的大型随机结构,如何获得特征值的解在土木工程领域是特征值问题研究的一个重要方向。本文将首先介绍一种新的谱随机有限元方法——递推随机有限元法,该方法已成功运用于悬臂梁、四边固支板、两层框架等结构模型的动力特性和可靠度研究。本文将通过一个类斜拉桥模型算例将递推有限元法和蒙特卡洛方法作对比,结果表明递推有限元法能很好地逼近蒙特卡洛模拟解,同时节省了大量的计算时间。结合研究背景,本文将递推随机有限元法应用于考虑随机参数的大跨斜拉桥动力特性求解之中,以期得到随机大跨斜拉桥结构的自然频率与振型的统计特性。 主要的研究工作内容如下: 1、扼要介绍了斜拉桥结构体系的工程应用概况,详细展示了鄂东长江大桥平面模型的建立过程。并且将通过与ANSYS、Midas/Civil模型计算结果进行对比,从多角度证实利用MATLAB建立的确定性模型的正确性,为后文考虑随机参数后斜拉桥模态研究提供良好的基础。 2、取定鄂东长江大桥的桥面梁、桥塔截而抗弯刚度及桩土作用弹簧单元刚度为多个随机变量,然后利用递推随机有限元方法系统地研究分析在单个或多个随机变量下鄂东长江大桥的动力特性统计规律。 3、利用MATLAB绘制鄂东长江大桥随机模态,以及鄂东长江大桥自然频率的概率密度图。 4、具体地研究基于递推随机有限元方法的贝塔分布、均匀分布和截尾正态分布这三种不同概率分布下的鄂东长江大桥自振特性的统计值,探讨递推随机有限元方法的工程适用性。 |
| 作者： | 朱礼平 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 黄斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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