本文關(guān)鍵詞： 橋梁工程 顫振控制 仿真分析 主動(dòng)控制面 振動(dòng)控制　出處：《中國(guó)公路學(xué)報(bào)》2017年02期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：針對(duì)目前主動(dòng)控制面研究中存在的不足,通過風(fēng)洞試驗(yàn)探討了控制面扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)主梁周圍流場(chǎng)的干擾效應(yīng),按照現(xiàn)代控制理論對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的描述方式,建立了主動(dòng)控制面顫振控制的狀態(tài)空間模型,并以一座主跨3 000m的懸索橋?yàn)楣こ瘫尘?采用二次型最優(yōu)控制算法對(duì)主動(dòng)控制面系統(tǒng)的顫振控制效果進(jìn)行了數(shù)值仿真分析,討論了控制面顫振控制參與模態(tài)的選擇方法,分析了控制面布置長(zhǎng)度和作動(dòng)器數(shù)量對(duì)其顫振控制效果的影響。研究結(jié)果表明:在控制面寬度為1/20梁寬,距離主梁3.0倍梁高時(shí)控制面扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)主梁周圍流場(chǎng)特別是前部區(qū)域的壓力脈動(dòng)產(chǎn)生影響,但控制面振動(dòng)所造成的那部分卓越脈動(dòng)壓力在總脈動(dòng)壓力中的比例不足10%,在控制面氣動(dòng)力模型中可以忽略干擾效應(yīng)產(chǎn)生的氣動(dòng)力;相比于模態(tài)幅值比,依據(jù)模態(tài)能量比選擇參與模態(tài)進(jìn)行顫振分析更為有效;安裝主動(dòng)控制面后主跨3 000 m的懸索橋顫振臨界風(fēng)速提高了近1倍,且在0~80m·s-1風(fēng)速范圍內(nèi)可能發(fā)生的顫振形態(tài)均得到了有效控制,控制面的顫振控制效果隨其布置長(zhǎng)度和作動(dòng)器數(shù)量的增加而逐步提高;作動(dòng)器超過2組以后,作動(dòng)器數(shù)量雖不會(huì)進(jìn)一步提高懸索橋顫振臨界風(fēng)速,但控制面可以被劃分為更多獨(dú)立的部分,控制系統(tǒng)的可靠性將得到進(jìn)一步增強(qiáng)。
[Abstract]:Aiming at the problems of the active control surface, through wind tunnel test on control plane interference effect of rotation on the flow field around the beam, according to the description of the modern control theory of dynamic system, established the state space model of active control of flutter control, with a main span of 3 000m suspension bridge engineering the background, using two time optimal control algorithm for active flutter control system's control effect was analyzed by numerical simulation, discusses the selection method of control surface flutter control in mode, analyzed the control surface layout and length of actuator number on the vibration control effect. The results show that: in the control plane width 1/20 Liang Kuan, the distance 3 times high beam control surface twist of girder will flow around especially the impact of pressure pulsation in the front area, but the control surface caused by vibration The proportion of that part of the total pressure fluctuation in the fluctuating pressure of excellence in less than 10%, the aerodynamic interference effect can be ignored in the dynamic model of gas control surface; compared to the modal amplitude ratio, on the basis of the modal energy than choose to participate in the modal flutter analysis is more effective; installation of active suspension bridge flutter critical wind speed control after the main span of 3000 m increased nearly 1 times, and 0~80m - S-1 in the flutter modality may occur within the range of wind speed can be effectively controlled, the control surface flutter control effect with the arrangement of length and actuating increase number gradually increased; more than 2 sets of actuators, actuator number does not further improve the suspension bridge flutter critical wind speed, but the control surface can be divided into more independent parts, the reliability of the control system will be further enhanced.

【作者單位】： 重慶交通大學(xué)山區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)與材料教育部工程研究中心;同濟(jì)大學(xué)土木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51408087) 重慶市前沿與應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(cstc2014jcyjA30009) 橋梁工程結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(201501)
【分類號(hào)】：U441.3;U448.25

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本文編號(hào)：1539122