斜拉橋拉索風(fēng)雨激振的有限元分析.pdf

1、由于大跨度斜拉橋拉索頻率低、阻尼小等特點(diǎn)，因此容易誘發(fā)各種風(fēng)致振動(dòng)，斜拉橋拉索的風(fēng)雨激振現(xiàn)象便是其中的一種。風(fēng)雨激振現(xiàn)象是在風(fēng)和雨的共同作用下，斜拉橋拉索發(fā)生的一種具有很大破壞性的激烈的大幅振動(dòng)。由于發(fā)生頻繁且危害性大，風(fēng)雨激振已成為目前世界橋梁抗風(fēng)研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。而風(fēng)雨激振發(fā)生的機(jī)理比較復(fù)雜，是一種復(fù)雜的流固耦合問題，所以它的理論研究進(jìn)展比較緩慢。 索結(jié)構(gòu)的風(fēng)雨振研究涉及到流體力學(xué)、非線性動(dòng)力學(xué)以及結(jié)構(gòu)力學(xué)等多門學(xué)科領(lǐng)域

2、，它作為一類特殊的連續(xù)體，存在明顯的幾何非線性等特點(diǎn)。在風(fēng)雨載荷作用下，由于水線位置的變化導(dǎo)致的索結(jié)構(gòu)氣動(dòng)彈性更加復(fù)雜，使得其動(dòng)力學(xué)行為的研究比一般的動(dòng)力學(xué)研究更難，這也是索結(jié)構(gòu)風(fēng)雨激振的理論研究進(jìn)展比較緩慢的主要原因之一。本文嘗試?yán)昧W(xué)分析從流體和固體兩個(gè)方面對(duì)風(fēng)雨激振的參數(shù)機(jī)理和氣動(dòng)減振措施進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容包括： （1）利用FLUENT軟件分析了斜拉橋拉索在不同情況下的流場(chǎng)情況并計(jì)算其升阻力系數(shù)。 （2）建立了

3、斜拉橋拉索拋物線形狀的三維連續(xù)體有限元模型，并利用ANSYS對(duì)其進(jìn)行有限元了靜力分析和模態(tài)分析。考慮到風(fēng)雨激振影響參數(shù)較多，利用FLUENT得到的系數(shù)計(jì)算其氣動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)初步的流固耦合，逐步對(duì)其每個(gè)影響因素進(jìn)行細(xì)化分析并得到相關(guān)的變化規(guī)律，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相符。 （3）根據(jù)風(fēng)雨激振分析理論，介紹常用的控制與減振措施，利用ANSYS進(jìn)行數(shù)值模擬試驗(yàn)，對(duì)阻尼器減振、氣動(dòng)減振和輔助索減振等方法進(jìn)行動(dòng)力特性分析，與前面的分析進(jìn)行對(duì)比，探討各