理論上,按照現(xiàn)行的顫振設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)防,大跨橋梁不會(huì)發(fā)生顫振;然而,隨著大跨橋梁進(jìn)一步長(zhǎng)細(xì)化,可能在設(shè)計(jì)上無(wú)法達(dá)到現(xiàn)行的顫振設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),再加上全球氣候非平穩(wěn)的不利演變,大跨橋梁在服役期間存在發(fā)生顫振的可能性。因此,開(kāi)展大跨橋梁后顫振性能研究具有十分重要的意義。本文通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬與有限元計(jì)算相結(jié)合的方法開(kāi)展了大跨懸索橋后顫振響應(yīng)特性與強(qiáng)健性研究。本文的主要內(nèi)容如下:（1）采用階躍函數(shù)法建立了橋梁斷面的時(shí)域自激力模型,提出了遺傳優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)了階躍函數(shù)參數(shù)的快速擬合,并驗(yàn)證了時(shí)域自激力模型的精度。提出偽穩(wěn)態(tài)自激力分離法解決了平均風(fēng)荷載模型與自激力模型之間的時(shí)域不相容問(wèn)題,從而成功地建立了平均風(fēng)與氣彈效應(yīng)一體化的時(shí)域氣動(dòng)力模型。（2）引入多階段階躍函數(shù)的概念描述了橋梁斷面自激力隨振幅演變的非線性特性。在時(shí)域計(jì)算中,任意中間振幅狀態(tài)下的階躍函數(shù)可通過(guò)對(duì)相鄰兩階段的階躍函數(shù)進(jìn)行插值得到。插值算法得到的非線性自激力模型不但能夠較為準(zhǔn)確地描述橋梁斷面自激力的發(fā)展特性,也避免了不同階段階躍函數(shù)突然切換所可能引起的非物理瞬態(tài)響應(yīng)。（3）針對(duì)江底河大橋進(jìn)行了全過(guò)程的顫振時(shí)域分析,得到了橋梁的顫振臨界風(fēng)... 

【文章來(lái)源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：146 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 風(fēng)荷載及橋梁風(fēng)振概述
    1.2 大跨懸索橋顫振研究現(xiàn)狀
        1.2.1 自激氣動(dòng)力與顫振導(dǎo)數(shù)
        1.2.2 顫振失穩(wěn)機(jī)理
        1.2.3 顫振臨界問(wèn)題
        1.2.4 非線性顫振問(wèn)題
    1.3 研究背景與意義
        1.3.1 研究背景
        1.3.2 研究意義
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容與組織
        1.4.1 研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 本文的組織
第2章 大跨橋梁顫振分析理論及計(jì)算方法
    2.1 顫振分析理論
        2.1.1 古典耦合顫振理論
        2.1.2 分離流顫振理論
        2.1.3 三維有限元顫振理論
    2.2 顫振計(jì)算方法
        2.2.1 頻域計(jì)算方法
        2.2.2 時(shí)域計(jì)算方法
            2.2.2.1 階躍函數(shù)表達(dá)
            2.2.2.2 有理函數(shù)表達(dá)
    2.3 本章小結(jié)
第3章 橋梁時(shí)域顫振分析基于ANSYS實(shí)現(xiàn)
    3.1 引言
    3.2 階躍函數(shù)擬合
    3.3 自激氣動(dòng)力精度驗(yàn)證
    3.4 自激氣動(dòng)力遞推公式
    3.5 時(shí)域顫振分析實(shí)例
    3.6 本章小結(jié)
第4章 多種風(fēng)效應(yīng)一體化的氣動(dòng)力時(shí)域模型
    4.1 引言
    4.2 橋梁風(fēng)荷載描述
        4.2.1 平均風(fēng)荷載
        4.2.2 抖振力荷載
        4.2.3 自激氣動(dòng)力
    4.3 一體化的時(shí)域氣動(dòng)力模型
        4.3.1 氣動(dòng)荷載模型組合
        4.3.2 偽穩(wěn)態(tài)自激力分離法
        4.3.3 算例驗(yàn)證
    4.4 本章小結(jié)
第5章 大跨懸索橋后顫振非線性效應(yīng)
    5.1 引言
    5.2 橋梁幾何非線性及其實(shí)現(xiàn)方法
        5.2.1 幾何非線性概述
        5.2.2 單元非線性剛度矩陣
        5.2.3 幾何非線性基于ANSYS的實(shí)現(xiàn)
    5.3 橋梁材料非線性效應(yīng)及其實(shí)現(xiàn)方法
        5.3.1 材料非線性概述
        5.3.2 塑性理論基本準(zhǔn)則
        5.3.3 材料非線性基于ANSYS的實(shí)現(xiàn)
    5.4 橋梁氣動(dòng)荷載非線性及其實(shí)現(xiàn)方法
        5.4.1 氣動(dòng)力非線性概述
        5.4.2 非線性氣動(dòng)力在ANSYS中的求解方法
    5.5 本章小結(jié)
第6章 大跨懸索橋后顫振響應(yīng)特性研究
    6.1 引言
    6.2 工程概況
        6.2.1 有限元模型與動(dòng)力特性
        6.2.2 主梁斷面氣動(dòng)參數(shù)
    6.3 全過(guò)程顫振時(shí)域分析
        6.3.0 計(jì)算參數(shù)與工況
        6.3.1 顫振臨界風(fēng)速
        6.3.2 后顫振響應(yīng)特性
    6.4 不同氣動(dòng)外形對(duì)顫振性能的影響
        6.4.1 氣動(dòng)外形
        6.4.2 氣動(dòng)參數(shù)
            6.4.2.1 П 型斷面
            6.4.2.2 分離式雙箱梁斷面
            6.4.2.3 H型斷面
        6.4.3 不同斷面顫振性能比較
            6.4.3.1 顫振臨界風(fēng)速
            6.4.3.2 后顫振LCO特性
    6.5 本章小結(jié)
第7章 大跨懸索橋后顫振強(qiáng)健性分析
    7.1 引言
    7.2 疲勞壽命評(píng)估
        7.2.1 疲勞基本概念
        7.2.2 疲勞S-N曲線特性
        7.2.3 疲勞壽命評(píng)估方法
        7.2.4 疲勞壽命評(píng)估過(guò)程
    7.3 橋梁LCO狀態(tài)下的應(yīng)力狀態(tài)與薄弱環(huán)節(jié)
        7.3.1 ANSYS后處理及應(yīng)力計(jì)算
            7.3.1.1 應(yīng)力計(jì)算方法概述
            7.3.1.2 截面點(diǎn)的應(yīng)力計(jì)算
            7.3.1.3 Mises等效應(yīng)力
        7.3.2 關(guān)鍵部位應(yīng)力狀態(tài)
            7.3.2.1 主梁
            7.3.2.2 橋塔
            7.3.2.3 主纜
            7.3.2.4 吊桿及中央扣
        7.3.3 薄弱環(huán)節(jié)
    7.4 橋梁結(jié)構(gòu)后顫振強(qiáng)健性評(píng)估
        7.4.1 疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算
        7.4.2 疲勞壽命評(píng)估
        7.4.3 疲勞性能隨風(fēng)速演變特性
    7.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A(攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]結(jié)合S-N曲線和斷裂力學(xué)的焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析[J]. 魏國(guó)前,岳旭東,黨章,何毅斌.  焊接學(xué)報(bào). 2017(02)
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[5]雙邊肋橋梁斷面軟顫振非線性自激力模型[J]. 朱樂(lè)東,高廣中.  振動(dòng)與沖擊. 2016(21)
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博士論文
[1]公路鋼橋疲勞性能及可靠性研究[D]. 李瑩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[2]橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)氣動(dòng)導(dǎo)納函數(shù)與抖振精細(xì)化研究[D]. 韓艷.湖南大學(xué) 2008
[3]大跨度懸索橋空間幾何非線性分析與軟件開(kāi)發(fā)[D]. 唐茂林.西南交通大學(xué) 2003

碩士論文
[1]橋梁主梁“軟”顫振及其非線性自激氣動(dòng)力參數(shù)識(shí)別[D]. 張朝貴.同濟(jì)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3206019