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文檔簡介
1、拉索作為斜拉橋中的重要構(gòu)件,降低了主梁彎矩,因此,提高了橋梁的跨越能力。然而,拉索具有輕質(zhì)、低阻尼、全面柔性等特點,所以容易在外部激勵下產(chǎn)生大幅振動,從而對斜拉橋的施工與運營產(chǎn)生不利影響??傮w而言,以往的研究更關(guān)注于純索的動力學(xué)。然而,斜拉橋中拉索受到橋塔或主梁振動的影響。為更全面研究斜拉索的大幅振動,本文在彈性梁與柔性索連續(xù)性條件的基礎(chǔ)上,建立了斜拉梁的精細(xì)化動力學(xué)模型,并利用Galerkin法和多尺度法對斜拉梁中的共振動力學(xué)進(jìn)行了全
2、面的研究。與此同時,開展了相關(guān)的試驗研究進(jìn)行驗證,最后對可能的能量傳輸機(jī)制進(jìn)行了探索和討論。具體工作如下:
1.基于彈性梁與柔性索的連續(xù)性條件,利用Hamilton原理推導(dǎo)了斜拉梁的非線性運動方程,并利用擬靜態(tài)假設(shè)進(jìn)行減縮。在此基礎(chǔ)上,確定了減縮模型的頻率方程和相應(yīng)的振型,并對斜拉梁的固有頻率進(jìn)行了參數(shù)分析,討論了固有振型的不同特性。
2.利用Galerkin法和多尺度法研究斜拉梁在主共振激勵的非線性響應(yīng),重點分析了
3、不同模態(tài)之間的1∶1內(nèi)共振與2∶1內(nèi)共振。在此基礎(chǔ)上,利用幅頻響應(yīng)曲線研究了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)解。并結(jié)合Floquet理論和打靶法,研究了系統(tǒng)的周期解,討論了非線性響應(yīng)的動力失穩(wěn)現(xiàn)象。
3.設(shè)計了相應(yīng)的斜拉梁試驗?zāi)P?,并開展了自由振動和強(qiáng)迫振動的試驗研究,確定了斜拉梁的固有頻率以及外激勵作用下的響應(yīng),并與理論結(jié)果進(jìn)行了對比。
4.定義了斜拉梁的模態(tài)能量與構(gòu)件能量,分析了結(jié)構(gòu)與構(gòu)件在動力響應(yīng)過程中的能量吸收與分布,并對可能存在
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