大跨度橋梁在世界范圍內(nèi)廣泛建造,且繼續(xù)向著超大跨徑發(fā)展。作為大跨度橋梁控制荷載,風(fēng)荷載敏感性問題尤為突出。顫振現(xiàn)象是橋梁風(fēng)災(zāi)害中最為嚴(yán)重的一種風(fēng)致振動現(xiàn)象,一旦發(fā)生即造成橋梁主體結(jié)構(gòu)直接破壞,危害極大,因此開展橋梁顫振機(jī)理的相關(guān)研究是十分必要的。目前主要將橋梁顫振分為兩類:發(fā)散顫振與極限環(huán)顫振。發(fā)散顫振的驅(qū)動機(jī)理已有了較為成熟的理論,研究人員普遍認(rèn)為是氣動負(fù)阻尼導(dǎo)致了振動發(fā)散;而對于具有較強(qiáng)非線性特征的極限環(huán)顫振,研究仍處于起步階段,其誘發(fā)的機(jī)理也不甚清晰,急需引入新的非線性理論來解釋相關(guān)問題。本文基于這一背景開展了大跨度橋梁顫振機(jī)理的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)采用彈簧懸掛節(jié)段模型體系,通過在高寬比為1:10的基礎(chǔ)矩形斷面來流側(cè)和尾流側(cè)分別布置不同形狀風(fēng)嘴來構(gòu)造不同流線型程度的氣動外形,進(jìn)而誘發(fā)不同類型顫振。首先研究了節(jié)段模型阻尼和剛度的非線性效應(yīng),然后從顫振試驗(yàn)測振、測力兩個方面分析了氣動外形對顫振行為的影響、發(fā)散顫振和極限環(huán)顫振動力特性差異以及氣動力做功特點(diǎn),最后從能量輸入的角度對兩類顫振的驅(qū)動機(jī)理進(jìn)行了探討。具體研究內(nèi)容如下:(1)研究了風(fēng)洞試驗(yàn)中節(jié)段模型振動系統(tǒng)阻尼和剛度的非線性效應(yīng),指出...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 大跨度橋梁發(fā)展歷史
        1.1.2 橋梁風(fēng)致振動
    1.2 橋梁顫振研究現(xiàn)狀
        1.2.1 發(fā)散顫振
        1.2.2 極限環(huán)顫振
        1.2.3 研究現(xiàn)狀小結(jié)
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    2.1 試驗(yàn)介紹
    2.2 風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    2.3 氣動自激力測量原理
        2.3.1 氣動自激力計(jì)算方法
        2.3.2 硬件延時標(biāo)定
    2.4 試驗(yàn)方案
    2.5 本章小結(jié)
第3章 節(jié)段模型非線性動力參數(shù)分析
    3.1 非線性動力參數(shù)分析的意義
    3.2 非線性動力參數(shù)識別方法
        3.2.1 非線性振動系統(tǒng)等效線性化
        3.2.2 非線性阻尼比與自振頻率識別方法
    3.3 節(jié)段模型非線性動力參數(shù)識別結(jié)果
        3.3.1 自由振動試驗(yàn)結(jié)果
        3.3.2 非線性阻尼比與自振頻率識別結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第4章 顫振試驗(yàn)測振分析
    4.1 顫振振幅與顫振類型
    4.2 顫振位移時程與相空間
        4.2.1 發(fā)散顫振
        4.2.2 極限環(huán)顫振
        4.2.3 相空間特征
    4.3 顫振彎扭耦合特性分析
        4.3.1 彎扭耦合顫振頻率
        4.3.2 無量綱彎扭振幅比
    4.4 本章小結(jié)
第5章 顫振試驗(yàn)氣動力分析
    5.1 氣動自激力時程分析
        5.1.1 發(fā)散顫振
        5.1.2 極限環(huán)顫振
        5.1.3 氣動力相位與顫振耦合頻率關(guān)系
    5.2 氣動自激力做功分析
        5.2.1 氣動力遲滯特性
        5.2.2 氣動力做功與能量傳輸過程
    5.3 基于能量輸入的顫振機(jī)理分析
        5.3.1 氣動力高階諧波成分對顫振能量輸入的影響
        5.3.2 顫振位移與氣動力相位關(guān)系對顫振能量輸入的影響
        5.3.3 顫振驅(qū)動機(jī)理的討論
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3814599