懸掛結(jié)構(gòu)的非光滑模型建立.pdf

1、對(duì)于懸掛式懸索結(jié)構(gòu)，事實(shí)表明，在外激勵(lì)作用下，下部懸掛結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生飄浮，致使部分聯(lián)系吊索發(fā)生松弛現(xiàn)象。如 1963 年瑞典 Villars 的車站大廳，懸索屋蓋在風(fēng)荷載作用下，發(fā)生像手風(fēng)琴一樣的皺折。模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在不對(duì)稱荷載作用下，部分聯(lián)系吊索發(fā)生松弛，這被認(rèn)為是屋蓋風(fēng)振破壞的機(jī)理之一。 由于索結(jié)構(gòu)只承受張力，松弛情況下索對(duì)結(jié)構(gòu)不起約束作用，因此，將吊索作為一類單向約束考慮更符合實(shí)際。吊索考慮為單向約束，具有非光滑性，從而

2、整個(gè)結(jié)構(gòu)成為非光滑非線性的動(dòng)力系統(tǒng)。對(duì)于具有 s 根吊索的懸掛結(jié)構(gòu)，每一瞬時(shí)可能產(chǎn)生的約束有 2s 種，而其中只有一種為真實(shí)發(fā)生，研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的關(guān)鍵在于確定每一步真實(shí)發(fā)生的約束情況。 基于以上理論，本文分別以 (1) 下部懸掛結(jié)構(gòu)型式為梁的簡(jiǎn)單懸掛結(jié)構(gòu)；(2)下部懸掛結(jié)構(gòu)型式為二維的懸掛屋蓋結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象進(jìn)行討論。 本文先以簡(jiǎn)單懸掛結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，(a) 對(duì)結(jié)構(gòu)下部有外支座約束和無外支座約束兩種情況，分別建立非光滑動(dòng)力

3、學(xué)模型；(b) 為了在可能產(chǎn)生的約束條件中確定真實(shí)發(fā)生的約束組合，本文將單向約束問題等價(jià)為優(yōu)化決策問題，再發(fā)展為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)決策手段；(c) 對(duì)基本的龍格一庫(kù)塔法進(jìn)行修改，提出適用于單向約束系統(tǒng)的數(shù)值方法，并編制 Matlab 程序，求解結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。 算例結(jié)果指出，(a) 當(dāng)模型結(jié)構(gòu)發(fā)生松弛現(xiàn)象，對(duì)于吊索軸向張力，如不考慮非光滑性，將出現(xiàn)張力為負(fù)，不符合實(shí)際的情況；(b) 整體結(jié)構(gòu)頻率隨著吊索約束數(shù)的減少而減??；當(dāng)整體結(jié)構(gòu)頻率

4、出現(xiàn)等于零的情況時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象；(c) 改變結(jié)構(gòu)下部外約束條件，非光滑性對(duì)結(jié)構(gòu)造成的影響將發(fā)生變化。 其次，對(duì)于懸掛屋蓋結(jié)構(gòu)，(a) 將簡(jiǎn)單懸掛結(jié)構(gòu)的非光滑動(dòng)力學(xué)模型，以及所建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，推廣到下部懸掛結(jié)構(gòu)型式為二維的懸掛屋蓋結(jié)構(gòu)；(b) 運(yùn)用編制的 Matlab 程序，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值研究。 算例分析結(jié)果表明，(a) 如不考慮非光滑性，吊索的軸向張力在吊索發(fā)生松弛現(xiàn)象時(shí)，將出現(xiàn)負(fù)值，這不符合實(shí)際；(b) 代表性