發(fā)布時間：2021-12-24 15:40

　　斜拉索是一種低阻尼、低質量、抗彎剛度及抗壓剛度很小的柔性構件,超大跨度斜拉橋拉索的剛度及自振頻率降低,發(fā)生參數(shù)振動的模態(tài)頻率范圍變寬,從而在外激勵作用下極易發(fā)生大幅參數(shù)共振。拉索自身的低阻尼特性無法有效抑制大幅值參數(shù)共振響應,需要采取附加的振動控制措施進行抑振,近年來許多學者從理論與試驗研究、數(shù)值模擬、工程應用等角度證實了振動控制方法可有效降低大跨斜拉索非線性參數(shù)振動響應。因此對超長斜拉索參數(shù)振動動力特性、參數(shù)影響規(guī)律、穩(wěn)定性等進行準確分析,研究其減振控制方法,采取合理的減振控制措施,已成為橋梁工程、非線性動力學和振動控制領域研究人員關注的熱點問題。本文以超長斜拉索非線性參數(shù)振動及其控制系統(tǒng)為研究對象,分析了軸向理想位移激勵及考慮斜拉索-橋面耦合影響下的斜拉索參數(shù)振動及其被動控制系統(tǒng)的振動特性和穩(wěn)定性,以及其參數(shù)影響規(guī)律和設計方法等問題,主要研究內容包含以下幾點:（1）建立重力弦向分力影響的考慮前兩階模態(tài)斜拉索參數(shù)振動微分方程,探究重力弦向分力對于大跨斜拉索參數(shù)振動的影響,以及考慮前兩階模態(tài)的斜拉索參數(shù)振動特性。運用多尺度法對考慮重力弦向分力影響和前兩階模態(tài)的斜拉索參數(shù)振動系統(tǒng)進行理論... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

端部理想余弦激勵作用下斜拉索參數(shù)振動模型

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-29-第3章端部軸向位移激勵下斜拉索面內參數(shù)振動的被動控制3.1引言斜拉索發(fā)生參數(shù)共振時，微小的橋面位移即可引發(fā)拉索的大幅振動響應，而斜拉索自身阻尼比較小，不能有效地抑制大幅參數(shù)共振響應，需要采取附加的振動控制措施。目前的工程實際運用中，黏滯阻尼器使用廣泛且效果顯著，世界各國的諸多橋梁都安裝了粘彈性阻尼器，使斜拉索的振動得到了有效控制。本章將利用Galerkin離散方法解耦得到斜拉索參數(shù)振動被動控制系統(tǒng)的一階模態(tài)運動方程，以無量綱方法對系統(tǒng)參數(shù)共振的穩(wěn)定性曲線進行初步分析，探究附加阻尼比大小對穩(wěn)定區(qū)域的影響；基于前人研究，以滬通鐵路長江大橋最長索S36、中長索S19、最短索S1為例，推導得出其最優(yōu)附加阻尼系數(shù)并對結果正確性加以驗證；利用四階龍格-庫塔法數(shù)值分析得到軸向余弦位移激勵的頻率及幅值、拉索自身阻尼比等因素對于被動控制系統(tǒng)的動力特性影響規(guī)律，判斷優(yōu)化附加阻尼的控制效果，進而通過多尺度法研究受控斜拉索主共振、主參數(shù)共振的發(fā)生條件、穩(wěn)定性判斷、不穩(wěn)定區(qū)域分析等。3.2斜拉索面內參數(shù)振動被動控制系統(tǒng)理論模型3.2.1面內振動微分方程圖3-1端部激勵下斜拉索參數(shù)振動被動控制系統(tǒng)模型由2.3節(jié)可知，當端部激勵較小時，第二階模態(tài)振動對于軸向理想激勵下斜拉

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-34-兩種情況下拉索的模態(tài)阻尼比均為0，在這兩個極限狀態(tài)之間存在某個中間狀態(tài)可使附加阻尼系數(shù)為最優(yōu)阻尼系數(shù)Copt，系統(tǒng)獲得最優(yōu)的模態(tài)阻尼比。圖3-3水平拉索-阻尼器系統(tǒng)圖其中Cd為阻尼器阻尼系數(shù)，dx為阻尼器安裝位置與較近錨固端的距離，L為拉索長度，設β為放大系數(shù)，阻尼系數(shù)0dC時設拉索參數(shù)振動被動控制系統(tǒng)的共振頻率為ω，當阻尼系數(shù)dC時系統(tǒng)的共振頻率變成/(1d)xL，設拉索的第一階模態(tài)頻率為1，則兩種情況對應的放大系數(shù)分別為22011/(1/)C、22211/(1()(1))dCxL，當附加阻尼系數(shù)為最優(yōu)值時應滿足0CC，即22222111/(1)1/(1()(1))dxL，由于實際工程中阻尼器安裝位置距離錨固端較近，一般不大于斜拉索總長的5%，故可將上述式子近似解為1(1)2dxL，進一步推導得到阻尼系數(shù)最優(yōu)值Copt對應的放大系數(shù)、優(yōu)化模態(tài)阻尼比、優(yōu)化阻尼系數(shù)分別為1/(d)optxL、122doptoptxL、,1/(2())ddoptxCmLL。Pacheco[27]同樣未考慮拉索的垂度、傾角、彎曲剛度和非線性等因素，在上述理論基礎上分析得到多階模態(tài)下的阻尼器優(yōu)化設計公式，并給出了拉索-被動阻尼器系統(tǒng)的優(yōu)化設計曲線如下圖3-4。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3550755