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斜拉桥拉索非线性振动的数值研究
| 论文题名： | 斜拉桥拉索非线性振动的数值研究 |
| 关键词： | 斜拉索;非线性振动;参数共振;斜拉桥;数值分析 |
| 摘要： | 斜拉桥是广泛采用的大跨度桥梁形式之一。做为斜拉桥的主要受力构件之一，斜拉索的柔度比较大，极易在风、风雨或交通荷载的作用下发生大幅振动，影响桥的安全性和耐久性，因此，对斜拉索的振动进行机理研究和数值分析是提高斜拉桥设计水平的重要工作之一。 本文考虑了斜拉索的垂度及其面外振动，将桥面的弹性振动视为独立的自由度，对拉索和桥面耦合系统的非线性振动建立了数学模型。在此基础上，采用Galerkin方法将控制方程离散，并对其进行了数值积分求解。论文中针对一条实际的斜拉索，在不同的初始条件下，对耦合的索一桥非线性振动进行了详细的计算。首先研究了斜拉索发生参数共振的可能性，通过对计算结果的分析指出：当满足一定的条件时，桥面的微小扰动会诱发斜拉索的大幅振动，同时，还有可能发生面外的大幅“摆振”。可以观察到明显的“拍”现象，能量在几个自由度间转移，此消彼长，但总能量保持不变。比较不同初始条件下的计算结果还可以发现，斜拉索的振幅主要受桥面振幅的影响，而与其初始扰动关系不大；其次，本文还研究了斜拉索可能发生的1:1皆波共振。数值计算的结果表明，满足一定的频率比时，拉索将发生1:1皆波共振，并伴随面外的大幅“摆振”。最后，本文研究了拉索处阻尼对拉索振动的影响。计算结果显示，对参数共振，拉索处阻尼将引起振动的迅速衰减，衰减速率随阻尼的增加而增大，而对于1:1谐波共振，拉索处阻尼则影响不大。 通过对斜拉桥拉索非线性振动的数值研究，可以加深对斜拉索非线性行为的理解，为控制其振动提供理论基础。 |
| 作者： | 徐克生 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 亢战 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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