斜拉索面內(nèi)參數(shù)振動數(shù)值分析及其控制.pdf

1、由于斜拉索阻尼低、柔度大的特性，拉索在軸向位移激勵下容易發(fā)生振動。當橋梁自振頻率達到拉索基頻特定倍數(shù)時，微小的擾動可能引發(fā)拉索劇烈振動，嚴重威脅到橋梁結(jié)構(gòu)安全和使用壽命。因此，研究拉索振動特性和設(shè)計有效的控制方法對拉索的維護是非常有必要的。文章側(cè)重由橋面運動造成的拉索參數(shù)振動響應(yīng)研究。介紹了斜拉橋的發(fā)展過程和現(xiàn)階段拉索實際應(yīng)用中出現(xiàn)的振動問題。以洋浦大橋為背景，就拉索振動在其振動機理、破壞形式、影響參數(shù)和控制方法上進行研究。分析研究成果

2、如下:
　　 (1)在理想激勵下，考慮拉索的第一階模態(tài)建立了拉索在軸向位移激勵下的系統(tǒng)振動方程。對于系統(tǒng)參數(shù)振動的特性采用四階龍格庫塔法進行數(shù)值分析。主要研究了激勵頻率、激勵幅值、斜拉索阻尼、傾角和初始索力等參數(shù)對拉索參數(shù)共振響應(yīng)的影響。
　　 (2)采用Ansys對全橋進行了有限單元模擬和動力計算。就全橋拉索的參數(shù)共振可能性進行了分析，得到了全橋前20階自振頻率和相應(yīng)的模態(tài)特性以及拉索前10階自振頻率，通過兩者的對比得

3、到了可能發(fā)生共振的斜拉索。
　　 (3)基于拉索-橋面耦合效應(yīng)和斜拉索垂度效應(yīng)建立了系統(tǒng)耦合運動模型。在第一個模型中，取拉索前兩階模態(tài)進行分析，推導(dǎo)了系統(tǒng)三個自由度的非線性微分方程組。在第二個模型中，取拉索第一階模態(tài)進行分析，推導(dǎo)了系統(tǒng)兩個自由度的非線性微分方程組。研究了拉索和橋面的初始位移、橋面剛度、拉索阻尼對系統(tǒng)耦合振動的影響。
　　 (4)建立了拉索-阻尼器系統(tǒng)振動模型，根據(jù)LQ控制方法得到最優(yōu)主動控制律，并對拉索