發(fā)布時(shí)間：2017-04-14 10:12

  本文關(guān)鍵詞：形狀記憶合金輔助索—拉索系統(tǒng)的若干基本問題研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：拉索是斜拉橋的主要受力構(gòu)件,其作用是將主梁自重以及橋面上人行、汽車等恒活荷載傳至橋塔上。由于拉索質(zhì)量和剛度小,且阻尼極小,在風(fēng)、雨等外界荷載作用下極易產(chǎn)生各種振動(dòng)。拉索的大幅振動(dòng)會(huì)造成行人及司機(jī)的不安,且長時(shí)間的大幅振動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致拉索防護(hù)套的破壞和水汽的滲入。腐蝕介質(zhì)的滲入將導(dǎo)致拉索內(nèi)部高強(qiáng)鋼絲的腐蝕及腐蝕疲勞問題,嚴(yán)重地縮短拉索的預(yù)期使用壽命。為了抑制拉索的振動(dòng),通常采用氣動(dòng)措施、輔助索、阻尼器等措施。在實(shí)際工程中往往混合使用這幾種措施來達(dá)到較好的減振效果。形狀記憶合金(Shape Memoery Alloy,簡稱SMA)絲具有超彈性能,能有效地耗散振動(dòng)能量。因此它兼有輔助索和阻尼器兩種功效,在斜拉索的減振應(yīng)用上具有良好的潛力。然而,SMA材料在斜拉索減振上的應(yīng)用尚未成熟,對于SMA輔助索-單索系統(tǒng)的減振效果及溫度效應(yīng)等尚需進(jìn)一步深入試驗(yàn)研究。附加SMA輔助索-斜拉索系統(tǒng)以及附加阻尼器-索網(wǎng)系統(tǒng)的減振機(jī)理和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法也尚未完全建立。。本文首先基于前人對并聯(lián)彈簧-阻尼器-垂度拉索系統(tǒng)的理論研究和附加單根接地預(yù)張拉SMA絲-單索(3.2m短索)模型系統(tǒng)自由振動(dòng)試驗(yàn)、SMA絲力學(xué)性能試驗(yàn)的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù),研究了線性化公式對預(yù)估該系統(tǒng)低階振動(dòng)頻率及模態(tài)阻尼比的情況。其次,進(jìn)行了單索(15.15m長索)模型和附加單根接地預(yù)張拉SMA絲-單索(15.15m長索)模型的自由振動(dòng)試驗(yàn),重點(diǎn)研究了試驗(yàn)溫度的變化對該系統(tǒng)平面內(nèi)一、二階振動(dòng)頻率和模態(tài)阻尼比的影響。數(shù)據(jù)處理時(shí)采用MATLAB中的SPTool工具箱設(shè)計(jì)FIR濾波器,通過FIR濾波器對試驗(yàn)中獲得位移時(shí)程曲線進(jìn)行濾波,從濾波后的數(shù)據(jù)中獲得對數(shù)衰減值和系統(tǒng)的自振頻率。同時(shí),在此試驗(yàn)的基礎(chǔ)上研究了附加在模型拉索上的預(yù)張拉SMA絲應(yīng)變值隨時(shí)間推移的改變情況及其對系統(tǒng)減振效果的影響。最后,建立了附加阻尼器-雙索系統(tǒng)模型,為簡化起見,在該索網(wǎng)系統(tǒng)研究中暫不考慮拉索抗彎剛度的影響,把拉索簡化成一根張緊弦。采用分離變量法推導(dǎo)出了附加阻尼器-雙索系統(tǒng)的復(fù)模態(tài)特征方程,并分析了相關(guān)極限解,研究了兩根拉索的質(zhì)量-張力比、頻率比、長度比以及阻尼器的安裝位置對系統(tǒng)的前四階振動(dòng)模態(tài)類型、模態(tài)演化、振動(dòng)頻率以及模態(tài)阻尼比的影響,同時(shí)還討論了無量綱阻尼系數(shù)的改變對系統(tǒng)模態(tài)振型的影響。
【關(guān)鍵詞】：拉索 形狀記憶合金(SMA) 阻尼器 頻率 模態(tài)阻尼比
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U448.27;TG139.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 引言10-12
• 1.2 拉索的振動(dòng)控制方法12-15
• 1.3 附加輔助索、阻尼器措施的國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 形狀記憶合金的力學(xué)性能及研究現(xiàn)狀16-19
• 1.5 存在問題19
• 1.6 本文的主要研究內(nèi)容19-21
• 第2章 附加單根接地預(yù)張拉SMA絲-單索模型理論與試驗(yàn)研究21-41
• 2.1 引言21
• 2.2 附加單根接地預(yù)張拉SMA絲-單索模型理論研究21-26
• 2.2.1 SMA絲力學(xué)性能線性化21-22
• 2.2.2 并聯(lián)彈簧-阻尼器-垂度拉索系統(tǒng)動(dòng)力特征方程22-23
• 2.2.3 理論結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的比較23-26
• 2.3 試驗(yàn)概況26-31
• 2.3.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>26-28
• 2.3.2 試驗(yàn)設(shè)備及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)28-29
• 2.3.3 數(shù)據(jù)處理方法29-31
• 2.4 單索性能試驗(yàn)31-33
• 2.4.1 單索試驗(yàn)31-32
• 2.4.2 理論計(jì)算32-33
• 2.4.3 理論結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對比分析33
• 2.5 附加單根接地預(yù)張拉SMA絲-單索模型自由振動(dòng)試驗(yàn)33-38
• 2.5.1 試驗(yàn)工況33-34
• 2.5.2 室溫 20.86℃34-35
• 2.5.3 室溫 9.93℃35
• 2.5.4 理論計(jì)算35-36
• 2.5.5 理論結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果分析36-38
• 2.6 預(yù)張拉SMA絲應(yīng)變的變化及其對系統(tǒng)減振效果的影響38-40
• 2.6.1 試驗(yàn)過程38-39
• 2.6.2 試驗(yàn)結(jié)果39-40
• 2.7 本章小結(jié)40-41
• 第3章 附加阻尼器-雙索系統(tǒng)的自由振動(dòng)模態(tài)特性分析41-106
• 3.1 引言41
• 3.2 附加阻尼器-雙索系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程推導(dǎo)41-45
• 3.3 系統(tǒng)的極限解45-49
• 3.3.1 質(zhì)量-張力比v_2的極限解45-46
• 3.3.2 無振動(dòng)衰減46-47
• 3.3.3 無衰減振動(dòng)47-48
• 3.3.4 趨近于臨界阻尼的振動(dòng)解48-49
• 3.4 雙索等參數(shù)情況下的自由振動(dòng)模態(tài)特性49-51
• 3.5 質(zhì)量-張力比v_2的影響51-52
• 3.6 長度比φ_2的影響52-61
• 3.6.1 二階振動(dòng)模態(tài)53-56
• 3.6.2 四階振動(dòng)模態(tài)56-60
• 3.6.3 小結(jié)60-61
• 3.7 頻率比f_2的影響61-87
• 3.7.1 頻率比f_2=0.8 時(shí)系統(tǒng)的自由振動(dòng)模態(tài)分析62-76
• 3.7.2 頻率比f_2=0.6 時(shí)系統(tǒng)的自由振動(dòng)模態(tài)分析76-87
• 3.8 系統(tǒng)長度比與頻率比均為 0.8 時(shí)的自由振動(dòng)模態(tài)分析87-104
• 3.8.1 一階振動(dòng)模態(tài)88-90
• 3.8.2 二階振動(dòng)模態(tài)90-93
• 3.8.3 三階振動(dòng)模態(tài)93-98
• 3.8.4 四階振動(dòng)模態(tài)98-104
• 3.8.5 小結(jié)104
• 3.9 本章小結(jié)104-106
• 第4章 總結(jié)與展望106-109
• 4.1 總結(jié)106-107
• 4.2 展望107-109
• 參考文獻(xiàn)109-113
• 致謝113-114
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果114

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號(hào)：305768