扁平鋼箱梁的顫振性能數(shù)值研究及渦振性能試驗研究.pdf

1、我國是世界橋梁大國，橋梁作為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要交通設(shè)施，可見其地位舉足輕重，同時現(xiàn)代橋梁逐漸向輕質(zhì)、輕柔、大跨方向發(fā)展，使得風(fēng)致敏感性愈發(fā)明顯，導(dǎo)致風(fēng)致振動問題的研究更加重要而緊迫。本文主要針對風(fēng)致振動問題中的顫振和渦振進(jìn)行研究，為實際工程和相關(guān)研究工作提供參考價值。
　　本課題研究是以某主跨為880m的單跨懸索橋為工程背景，對其主梁斷面節(jié)段模型進(jìn)行了顫振試驗和渦振試驗。應(yīng)用CFD(Computational Fluid Dyna

2、mics)方法，對該主梁斷面進(jìn)行了二維數(shù)值模擬，成功識別出與豎向和扭轉(zhuǎn)有關(guān)的八個氣動導(dǎo)數(shù)，并以該主梁斷面為基礎(chǔ)，通過改變斷面的氣動外形來研究其對主梁斷面顫振性能的影響。主要工作包括以下幾個方面:
　　(1)以某懸索橋為工程背景，采用ANSYS有限元分析軟件建立該橋有限元模型，并進(jìn)行動力特性分析。
　　(2)基于某懸索橋主梁斷面節(jié)段模型風(fēng)洞試驗，采用直接測量法測定成橋及施工狀態(tài)在不同風(fēng)攻角下的顫振臨界風(fēng)速，并對該橋的顫振穩(wěn)定性

3、能進(jìn)行評價;基于渦振試驗重點研究了風(fēng)攻角、結(jié)構(gòu)阻尼比和導(dǎo)流板等對主梁渦振性能的影響，提出了優(yōu)化主梁渦振性能的有效氣動措施。
　　(3)采用FLUENT流體力學(xué)軟件和MATLAB數(shù)值分析軟件對平板模型進(jìn)行氣動導(dǎo)數(shù)數(shù)值識別，并將所得數(shù)值解與平板氣動導(dǎo)數(shù)理論解進(jìn)行對比，以驗證本文數(shù)值模擬方法的有效性，并成功識別了本橋扁平鋼箱梁斷面的八個氣動導(dǎo)數(shù)。同時，詳細(xì)探討了不同計算域尺寸和模型振動幅值大小對平板模型氣動導(dǎo)數(shù)數(shù)值識別精度的影響。