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风荷载作用下斜拉索阻尼器减振效果分析
| 论文题名： | 风荷载作用下斜拉索阻尼器减振效果分析 |
| 关键词： | 斜拉索;风荷载;涡激振动;阻尼器;优化设计;阻尼参数;减振效果 |
| 摘要： | 斜拉索由于其自身特性，极易在风、风雨、车辆荷载的激励下发生大幅的振动。在拉索锚固端附近安装阻尼器以提高拉索耗能能力是目前使用最广泛的减振措施之一。 工程中目前较多采用通用优化设计曲线来指导阻尼器阻尼值的优化设计，其基本思想是基于复模态理论得到系统的最大模态阻尼比，因此适用于控制特定阶次的线性模态振动。由于通用优化设计曲线没有考虑外荷载的影响，因此本文对其进行了改进，在对阻尼器阻尼值进行优化设计时，分别考虑了抖振力和涡激力的作用，并与通过通用优化设计曲线所获得的最优阻尼参数进行了比较。 本文的主要研究内容有： 1、运用Deodatis's谐波合成法模拟脉动风速场，在此基础上，基于Matlab编写了风速场拟合程序，进而生成作用在拉索上的静风荷载和抖振力；介绍了单点涡激力计算模型，结合拉索的振动模态，导出了拉索分布式涡激力的计算公式，并给出了各参数的合理取值。 2、建立了风荷载—拉索—阻尼器系统的振动方程，以苏通大桥上的A10拉索为原型，利用ANSYS建立了系统的动力有限元模型，并考虑风荷载作用对其进行了数值求解。 3、建立了评价阻尼器减振效果的3类指标：分别是对数衰减率、振幅半衰期和阻尼器耗能。 4、对抖振控制，计算分析了阻尼参数变化对对数衰减率的影响，进而得到阻尼器的最优阻尼参数，所得到的最优阻尼参数不同于按通用优化设计曲线得到的参数值。 5、对于4、5阶典型涡激振动，分别以对数衰减率和半衰期为减振效果评价指标，得到了最优的阻尼参数，计算结果与按通用优化设计曲线得到的结果之比分别为1．2和1．8。 研究表明，风荷载作用对阻尼器优化方案设计具有显著的影响，最优阻尼参数取值应大于按通用优化设计曲线的取值。 |
| 作者： | 狄小平 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 程纬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学土木工程学院 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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