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，因此容易誘發(fā)各種風(fēng)致振動，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。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)研究的難點和熱點之一。而風(fēng)雨激振發(fā)生的機理比較復(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。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)氣動彈性更加復(fù)雜，使得其動力學(xué)行為的研究比一般的動力學(xué)研究更難，這也是索結(jié)構(gòu)風(fēng)雨激振的理論研究進展比較緩慢的主要原因之一。本文嘗試利用力學(xué)分析從流體和固體兩個方面對風(fēng)雨激振的參數(shù)機理和氣動減振措施進行研究，實現(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情況并計算其升阻力系數(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對其進行有限元了靜力分析和模態(tài)分析?？紤]到風(fēng)雨激振影響參數(shù)較多，利用FLUENT得到的系數(shù)計算其氣動力，實現(xiàn)初步的流固耦合，逐步對其每個影響因素進行細化分析并得到相關(guān)的變化規(guī)律，與實驗結(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進行數(shù)值模擬試驗，對阻尼器減振、氣動減振和輔助索減振等方法進行動力特性分析，與前面的分析進行對比，探討各