本文關(guān)鍵詞：圓弧單拱動(dòng)力穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 圓弧拱 周期荷載 動(dòng)力失穩(wěn) 波形分析 激振實(shí)驗(yàn) 參數(shù)分析

【摘要】：結(jié)構(gòu)的動(dòng)力失穩(wěn)破壞往往會(huì)導(dǎo)致重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。圓弧拱作為工程中最常用的拱型之一,其動(dòng)力穩(wěn)定性研究備受關(guān)注,然而過去往往偏重于理論研究,動(dòng)力穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)探究則比較缺乏,因此關(guān)于圓弧拱動(dòng)力穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和科學(xué)價(jià)值。本文基于圓弧單拱動(dòng)力失穩(wěn)理論,設(shè)計(jì)了不同矢跨比、不同配重的圓弧拱,針對(duì)圓弧拱平面外、平面內(nèi)動(dòng)力失穩(wěn)問題進(jìn)行了激振實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中測定了圓弧拱的自振模態(tài)及阻尼比,通過掃頻振動(dòng)方式確定動(dòng)力不穩(wěn)定域邊界,采用定頻振動(dòng)方式測試了非線性振動(dòng)特性,利用多種工況的歸納總結(jié)得到圓弧拱動(dòng)力穩(wěn)定性隨激振力、矢跨比、配重的變化規(guī)律。主要研究內(nèi)容如下:(1)通過ANSYS數(shù)值分析驗(yàn)證動(dòng)力不穩(wěn)定域及非線性振動(dòng)特征的正確性。提出了用于判斷圓弧拱平面內(nèi)、外發(fā)生參數(shù)共振的波形分析方法,研究證明波形分析方法對(duì)于判別參數(shù)失穩(wěn),區(qū)別強(qiáng)迫振動(dòng)、強(qiáng)迫共振、參數(shù)共振、暫態(tài)振動(dòng)等振動(dòng)狀態(tài)具有較好的適用性。(2)通過激振實(shí)驗(yàn)揭示了圓弧拱發(fā)生平面內(nèi)、外參數(shù)共振的機(jī)理。進(jìn)行掃頻測試驗(yàn)證了動(dòng)力不穩(wěn)定域計(jì)算結(jié)果的正確性,表明圓弧拱在拱頂受周期性簡諧集中荷載作用下,其平面內(nèi)、外參數(shù)共振的不穩(wěn)定區(qū)域發(fā)生荷載頻率為相應(yīng)結(jié)構(gòu)自振頻率的兩倍時(shí);定頻測試得到了圓弧拱非線性“牽引”振動(dòng)的規(guī)律性,實(shí)測非線性振動(dòng)的振動(dòng)狀態(tài)及幅值與理論值進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了非線性定態(tài)、非定態(tài)振動(dòng)理論的正確性。(3)對(duì)實(shí)驗(yàn)中圓弧拱結(jié)構(gòu)的動(dòng)力失穩(wěn)現(xiàn)象進(jìn)行了參數(shù)分析。采用控制變量法,以結(jié)構(gòu)某一設(shè)計(jì)參數(shù)為變量,控制其他因素不變,在同等條件下進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)證明:隨著激振力、矢跨比、配重等的變化,圓弧拱的自振頻率、動(dòng)力不穩(wěn)定域的分布與寬度、非線性振動(dòng)狀態(tài)與振幅等發(fā)生了相應(yīng)的變化,主要規(guī)律為:(1)激振力越大則圓弧拱振動(dòng)幅值越大,而激振頻率是否落在激發(fā)區(qū)域內(nèi)直接影響到結(jié)構(gòu)是否發(fā)生參數(shù)失穩(wěn)。(2)矢跨比越小,圓弧拱的自振頻率越大,動(dòng)力不穩(wěn)定域往高頻方向移動(dòng),不穩(wěn)定域?qū)挾茸兇?平面外、平面內(nèi)非線性振幅值隨著矢跨比的減小而減小。(3)配重越大,圓弧拱自振頻率越小,動(dòng)力不穩(wěn)定域往低頻方向移動(dòng),動(dòng)力不穩(wěn)定域范圍變窄;平面外、平面內(nèi)非線性振幅值隨著配重的增加而減小。
【關(guān)鍵詞】：圓弧拱 周期荷載 動(dòng)力失穩(wěn) 波形分析 激振實(shí)驗(yàn) 參數(shù)分析
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U446
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究背景和意義11-14
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意義12-14
• 1.2 拱結(jié)構(gòu)動(dòng)力穩(wěn)定的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 動(dòng)力穩(wěn)定判別準(zhǔn)則研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 拱結(jié)構(gòu)動(dòng)力穩(wěn)定研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 現(xiàn)有研究存在的不足18-19
• 1.4 本文研究內(nèi)容19-21
• 1.4.1 研究內(nèi)容19-20
• 1.4.2 研究創(chuàng)新點(diǎn)20-21
• 第二章 理論基礎(chǔ)與數(shù)值分析21-45
• 2.1 圓弧拱動(dòng)力失穩(wěn)機(jī)理21-28
• 2.1.1 圓弧拱平面外動(dòng)力穩(wěn)定方程推導(dǎo)21-23
• 2.1.2 圓弧拱平面內(nèi)動(dòng)力穩(wěn)定方程推導(dǎo)23-26
• 2.1.3 動(dòng)力穩(wěn)定方程求解得到動(dòng)力不穩(wěn)定域26-28
• 2.2 波形分析判斷動(dòng)力失穩(wěn)方法28-33
• 2.2.1 波形分析判斷平面外失穩(wěn)28-31
• 2.2.2 波形分析判斷平面內(nèi)失穩(wěn)31-33
• 2.3 數(shù)值分析驗(yàn)證動(dòng)力不穩(wěn)定域33-39
• 2.3.1 平面外動(dòng)力不穩(wěn)定域驗(yàn)證34-36
• 2.3.2 平面內(nèi)動(dòng)力不穩(wěn)定域驗(yàn)證36-39
• 2.4 動(dòng)力不穩(wěn)定域影響因素分析39-42
• 2.5 本章小結(jié)42-45
• 第三章 模型實(shí)驗(yàn)方案45-63
• 3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)45-48
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象45-46
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ同F(xiàn)場布置46-47
• 3.1.3 荷載產(chǎn)生形式47-48
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹48-51
• 3.2.1 激振系統(tǒng)48-50
• 3.2.2 測振系統(tǒng)50-51
• 3.3 模型安裝及設(shè)備操作步驟51-54
• 3.3.1 模型安裝步驟51-52
• 3.3.2 設(shè)備使用步驟52-54
• 3.4 實(shí)驗(yàn)步驟與方法54-59
• 3.4.1 自振模態(tài)實(shí)驗(yàn)測定54-58
• 3.4.2 動(dòng)力不穩(wěn)定域?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證58-59
• 3.4.3 非線性振動(dòng)研究59
• 3.5 實(shí)驗(yàn)工況59-61
• 3.6 本章小結(jié)61-63
• 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析63-95
• 4.1 圓弧拱自振模態(tài)實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果63-67
• 4.1.1 自振頻率測定結(jié)果63-65
• 4.1.2 阻尼比測定結(jié)果65-67
• 4.2 圓弧拱動(dòng)力不穩(wěn)定域?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證67-74
• 4.2.1 平面外動(dòng)力不穩(wěn)定域驗(yàn)證結(jié)果68-71
• 4.2.2 平面內(nèi)動(dòng)力不穩(wěn)定域驗(yàn)證結(jié)果71-74
• 4.3 圓弧拱非線性振動(dòng)實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果74-77
• 4.3.1 實(shí)測非線性振動(dòng)狀態(tài)74-76
• 4.3.2 實(shí)測非線性振動(dòng)幅值與理論對(duì)比76-77
• 4.4 圓弧拱動(dòng)力穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)分析77-92
• 4.4.1 動(dòng)力失穩(wěn)隨激振力變化規(guī)律78-82
• 4.4.2 動(dòng)力失穩(wěn)隨矢跨比變化規(guī)律82-87
• 4.4.3 動(dòng)力失穩(wěn)隨配重變化規(guī)律87-92
• 4.5 本章小結(jié)92-95
• 第五章 結(jié)論與展望95-97
• 5.1 結(jié)論95-96
• 5.2 展望96-97
• 參考文獻(xiàn)97-103
• 致謝103

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號(hào)：872825