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静载荷与风载荷作用下的斜拉管桥有限元分析
| 论文题名： | 静载荷与风载荷作用下的斜拉管桥有限元分析 |
| 关键词： | 静载荷;载荷作用;斜拉管桥;抗风措施;油阻尼器;有限元分析;成桥状态;应力和位移;斜拉索;最大应力;振幅;频率变化;有限元模型;工程设计;动载荷;最大位移;阻尼系数;重新分配;语言编程;许用范围 |
| 摘要： | 斜拉管桥是一种中长跨越的常用桥梁。随着能源的地域性重新分配，人们更多地采用斜拉管桥来输送能源。本论文对静载荷和风力动载荷作用下的斜拉管桥进行了有限元分析。主要工作和结论如下： 首先，通过对斜拉管桥的结构分析和力学简化，确定了其基本几何模型，并应用有限元分析软件，建立了斜拉管桥，包括斜拉索、风索、塔、主梁和输油管的三维有限元模型。应用APDL语言编程，实现所建模型的参数化。 其次，根据确定成桥状态的方法，反复试算后确定了该斜拉管桥的成桥状态，详细分析了该状态时的各部件最大应力和最大位移，并以成桥状态为基础，对最大静载荷作用工况进行分析，得到最大应力和位移。根据相关工程设计准则，判断其应力和位移在许用范围内，符合工程设计要求。 然后，对斜拉管桥风力动载荷的类型和抗风措施进行了分析和总结，并以本文研究的斜拉管桥为模型，详细分析了该桥在卡门涡激振动时的激振响应，得到桥中心和斜拉索振幅随其频率变化的规律。 最后，通过综合考虑各种抗风措施，本文对该斜拉管桥提出的抗风措施为安装油阻尼器。在有限元分析中，本文利用弹簧单元模拟阻尼器的作用并赋予其相应的阻尼系数，得到了安装阻尼器后桥中心和各斜拉索振幅随频率变化的响应曲线，并将该结果与没有安装阻尼器时的振幅进行了对比研究，发现最大振幅仅为原来的1/3。则对于该斜拉管桥，安装油阻尼器是一种可行的抗风措施。 |
| 作者： | 朱淼鑫 |
| 专业： | 机电工程学院 |
| 导师： | 段成红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京化工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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