质量偏心桥梁结构颤振稳定性研究

发布时间：2024-06-30 21:25

　　悬索桥结构具有跨径大,节约材料,自重轻等优点,但也具有刚度和阻尼小,对风致振动敏感等问题,桥梁风致振动问题中具有发散性失稳特点的颤振问题一直是一个重要的课题。桥梁截面质量偏心颤振问题的研究不仅对例如完全分离的双箱梁桥、施工过程中存在质量偏心的桥梁、桥面交通或附属设施非对称的桥梁有意义,也作为主动提高颤振临界风速措施的一种思路。本文以坐落于丹麦的大贝尔特桥为背景,开展了偏心质量对颤振临界风速影响的研究,研究主要围绕竖向和扭转的两自由度二维桥梁节段模型展开,研究内容包括以下三部分:(1)本文以Ansys Fluent软件为平台,通过将Newmark-β法嵌入UDF的方式在每一个时间步内求解针对质量偏心桥梁节段模型的质心运动学方程,将得到的动力学参数传递给模型并以动网格的方式实现自由振动流固耦合。本文采用自行编写的UDF,展开0°和±3°风攻角下不同质量偏心距离对桥梁颤振临界风速影响的数值模拟研究,为验证本文研究方法的可靠性,分别进行程序验证、网格无关性及可靠性验证、以及与其他学者和本文风洞试验的同工况颤振临界风速结果对比验证。(2)利用风洞试验的方法,进行0°和±3°风攻角下迎风侧不同偏心...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１旧Ｔａｃｏｍａ桥颜振?

中颤振是由于桥梁结构的叭尼力、丨＇Ｉ分惯性力和气动自激力共同作用产生的自激发散性??振动。１９４０年的ＩＨ?Ｔａｃｏｍａ桥Ｋ毁事件Ｗ以及保存下来的珍贵影视资料使桥梁气动稳定性??研究得到了重视，研究表明旧Ｔａｃｏｍａ桥风毁事故的原因正是桥梁结构与流体共同作用??而产生的颤振，结构....

图１－２旧ｌａｃｏｍａ桥风毁??１．２

中颤振是由于桥梁结构的叭尼力、丨＇Ｉ分惯性力和气动自激力共同作用产生的自激发散性??振动。１９４０年的ＩＨ?Ｔａｃｏｍａ桥Ｋ毁事件Ｗ以及保存下来的珍贵影视资料使桥梁气动稳定性??研究得到了重视，研究表明旧Ｔａｃｏｍａ桥风毁事故的原因正是桥梁结构与流体共同作用??而产生的颤振，结构....

图２－〗均匀来流中的理想平板示意图??

别为古典耦合颤振理论、二维分离流颤振理论和三维颤振分析刊．论。??当桥梁桥梁满足几个基本假定时，可以进行二维分析，假定桥梁足够长且平直，桥??梁？定范围内捋个断面的风荷载都一致，；近似认为流场特性沿桥跨方向不变；假定二??维Ｖ段梭型在竖向和扭转位移方向的振动振幅小且为同频简谐振动....

图２－２均匀来流中的竖向和扭转二维两自由度模型??

２桥％锏振鸪４、理论泛计钤流体动０孕概还??％，、心分别是主梁单位长度等效质量和等效惯性矩，其表达式为：??Ｉ?ｍ（ｓ）ｃｐ２（ｓ）ｄｓ??ｍｅ?＝?—ｃ￣；??（２．７ａ）??＼Ｂ（ｐ－｛ｘ）ｄＸ??ｆ?Ｉ（ｓ）ｃｐ２（ｓ）ｄｓ??／？＝???（２．７ｂ）??（ｐ＾（ｘ）ｄｘ?....

本文编号：3999092