現(xiàn)代橋梁朝著高柔度、大跨度的方向發(fā)展,使橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)荷載的敏感度越來(lái)越高,這容易造成橋梁結(jié)構(gòu)損傷,甚至危害橋梁安全。近幾十年大跨度斜拉橋和矮塔斜拉橋發(fā)展迅速,因此其抗風(fēng)問(wèn)題成為備受關(guān)注的研究課題。本文回顧了國(guó)內(nèi)外關(guān)于橋梁抗風(fēng)的研究現(xiàn)狀,基于數(shù)值仿真分析方法,以大連長(zhǎng)山大橋?yàn)楣こ虒?shí)例,提出了一套完整的靜風(fēng)穩(wěn)定性、脈動(dòng)風(fēng)抖振分析及渦激振動(dòng)分析框架。主要內(nèi)容如下:1.基于ANSYS軟件建立長(zhǎng)山大橋主要橋段有限元模型,對(duì)橋梁的不同構(gòu)件采用不同的單元進(jìn)行模擬。對(duì)主橋段模型進(jìn)行了一期和二期荷載共同作用下的靜力分析、模態(tài)分析和極限車輛荷載作用下的時(shí)程分析,驗(yàn)證模型的可行性。2.基于流體計(jì)算軟件CFD（Computational fluid dynamics）,采用湍流模型Spalart-Allmaras（S.P）模擬計(jì)算風(fēng)攻角在-10°～10°范圍內(nèi)主跨典型梁截面三分力系數(shù)的大小。3.基于ANSYS采用增量和牛頓拉普森相結(jié)合的方法,對(duì)長(zhǎng)山大橋進(jìn)行靜風(fēng)穩(wěn)定性分析,得出位移隨風(fēng)速的變化曲線及其失穩(wěn)風(fēng)速。并利用ANSYS APDL二次開(kāi)發(fā)功能,將命令流分模塊儲(chǔ)存在宏文件中,簡(jiǎn)化多次輸入的繁瑣過(guò)程。4.基于... 

【文章來(lái)源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外橋梁抗風(fēng)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)
        1.2.2 風(fēng)洞試驗(yàn)
        1.2.3 數(shù)值仿真模擬分析
        1.2.4 理論研究
    1.3 本文研究方法和內(nèi)容
2 基于ANSYS的長(zhǎng)山大橋有限元模型
    2.1 長(zhǎng)山大橋簡(jiǎn)介
    2.2 長(zhǎng)山大橋有限元模型建立
        2.2.1 單元類型及屬性
        2.2.2 邊界條件
    2.3 有限元模型靜力分析與模態(tài)分析
        2.3.1 靜力分析
        2.3.2 模態(tài)分析
    2.4 極限車載作用分析
    2.5 本章小結(jié)
3 基于CFD的橋梁截面三分力系數(shù)的求取
    3.1 二維主梁截面模型及網(wǎng)格劃分
        3.1.1 計(jì)算域
        3.1.2 網(wǎng)格劃分
    3.2 基于Fluent二維流場(chǎng)數(shù)值模擬
        3.2.1 湍流模型及邊界條件
        3.2.2 計(jì)算結(jié)果及分析
    3.3 本章小結(jié)
4 考慮幾何非線性的靜風(fēng)穩(wěn)定性分析
    4.1 ANSYS幾何非線性的實(shí)現(xiàn)
    4.2 靜風(fēng)穩(wěn)定性分析方法
        4.2.1 靜風(fēng)荷載的三分力
        4.2.2 非線性靜風(fēng)穩(wěn)定性求解方法
        4.2.3 基于ANSYS APDL的橋梁靜風(fēng)穩(wěn)定性分析二次開(kāi)發(fā)
    4.3 長(zhǎng)山大橋靜風(fēng)穩(wěn)定性分析
    4.4 本章小結(jié)
5 基于時(shí)域抖振分析的橋梁抖振響應(yīng)
    5.1 脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)的模擬方法
        5.1.1 諧波合成法
        5.1.2 線性濾波法
    5.2 脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)的形成
    5.3 抖振力的轉(zhuǎn)化與加載分析
        5.3.1 抖振力的轉(zhuǎn)化
        5.3.2 橋梁抖振響應(yīng)及RMS值
    5.4 不同風(fēng)攻角下的抖振響應(yīng)分析
    5.5 本章小結(jié)
6 基于Fluent動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)的橋梁二維渦激共振研究
    6.1 渦激共振現(xiàn)象
    6.2 結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)二維數(shù)值模擬方法
    6.3 基于Fluent UFD二維渦激共振模擬
        6.3.1 求解設(shè)置及計(jì)算流程
        6.3.2 UDF動(dòng)網(wǎng)格宏
        6.3.3 動(dòng)力學(xué)方程求解方法
        6.3.4 數(shù)值模型
        6.3.5 長(zhǎng)山大橋主梁斷面靜態(tài)繞流分析
        6.3.6 長(zhǎng)山大橋主梁斷面渦激振動(dòng)模擬分析
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果



本文編號(hào)：3438115