考虑索-梁耦合的斜拉索2∶1参激共振分析与数值模拟

发布时间：2017-12-27 02:08

  本文关键词：考虑索-梁耦合的斜拉索2∶1参激共振分析与数值模拟　出处：《应用基础与工程科学学报》2015年05期 　论文类型：期刊论文

  更多相关文章： 索-梁耦合 参激共振 位移响应 幅频特性 振动控制

【摘要】：针对斜拉桥拉索与桥面耦合振动的参激共振问题,区别于弹簧-质量块、拉索-质量块等参激共振模型,建立了索-梁耦合的参激共振模型,推导了无量纲参激共振微分方程组,利用多尺度近似求解方法对系统的参激共振特性进行探讨,并以实际斜拉桥工程中的拉索为研究对象,利用四阶龙格-库塔方法进行了多种工况下的数值模拟分析.研究表明:当耦合系统发生2∶1参激共振时,系统响应对拉索初始位移条件的反应不敏感,而是随着桥面梁端部竖向初始位移的增加而增大,但幅频特性曲线一般为单峰平稳,仅在桥面梁位移激励幅值较大时出现毛刺现象,说明拉索此时发生三维空间振动;特别是当桥面梁端部的位移激励幅值为10-6m量级甚至更小时,仍然能够激起拉索的大幅"拍"振,说明索-梁耦合系统的启动阈值很低,参激共振控制问题不容忽视.
[Abstract]:Aiming at the problem of parametric resonance of coupled vibration of bridge deck and cable of cable-stayed bridge, the difference in spring mass, cable mass etc. parametric resonance model, a parametric resonance model of cable - beam coupling, deduces the dimensionless parametric resonance differential equations, using multi-scale approximation of the system parametric resonance characteristics are discussed, and the actual stay cables of cable-stayed bridge engineering as the research object, the numerical simulation analysis under various conditions by using four order Runge Kutta method. The results show that: when the coupling system is 2: 1 parametric resonance, is not sensitive to system response to initial cable displacement conditions the reaction, but increases with the increase of deck beam end vertical initial displacement, but the amplitude frequency characteristic curve is unimodal smooth, burr phenomenon occurs only in large amplitude excitation of deck beam displacement, cable vibration that occurs at this time in three-dimensional space Dynamic, especially when the displacement excitation amplitude at the end of bridge deck is 10-6m magnitude or even smaller, it can still cause large "beat" vibration of cables, which indicates that the threshold value of cable beam coupling system is very low, and the parametric resonance control problem can not be ignored.
【作者单位】： 东华理工大学建筑工程学院;湖南大学土木工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(51208088、51468001) 江西省科技支撑计划(20133BBE50032) 江西省青年科学家(井冈之星)培养对象计划项目(20133BCB23021)资助
【分类号】：U448.27;O302
【正文快照】： 实际斜拉桥工程中的拉索,在外部环境激励和桥面交通运营荷载的联合作用下,极易出现各种复杂的空间三维振动,其中参激共振是引起斜拉索大幅振动的主要振动形式之一[1-3].所谓斜拉索的参激共振[4-6],是指当激励频率与斜拉索某阶固有频率之比满足2∶1倍数关系时,小的激励也可能激

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈文礼;李惠;;黏滞阻尼器对拉索参数振动的控制分析[J];地震工程与工程振动;2007年02期

2 李忠献,陈海泉,李延涛;斜拉桥参数振动有限元分析与半主动控制[J];工程力学;2004年01期

3 赵跃宇;杨相展;刘伟长;王连华;;索-梁组合结构中拉索的非线性响应[J];工程力学;2006年11期

4 吴庆雄;王文平;陈宝春;;索梁结构非线性振动有限元分析[J];工程力学;2013年03期

5 李凤臣;田石柱;欧进萍;;大跨度斜拉桥拉索的参数振动[J];沈阳建筑大学学报(自然科学版);2008年05期

6 亢战,钟万勰;斜拉桥参数共振问题的数值研究[J];土木工程学报;1998年04期

7 陈水生,孙炳楠;斜拉桥索-桥耦合非线性参数振动数值研究[J];土木工程学报;2003年04期

8 赵跃宇,蒋丽忠,王连华,刘光栋,易伟建;索-梁组合结构的动力学建模理论及其内共振分析[J];土木工程学报;2004年03期

9 康厚军;赵跃宇;蒋丽忠;;参数振动和强迫振动激励下超长拉索的面内非线性振动[J];中南大学学报(自然科学版);2011年08期

10 叶庆卫;袁德彬;王晓东;周宇;;斜拉索非线性振动信号粒子滤波分析与应用[J];振动与冲击;2013年05期

相关博士学位论文 前1条

1 周海兵;索—梁组合结构非线性动力学实验研究[D];湖南大学;2007年

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈立群;任意椭圆轨道上磁性航天器姿态运动中的混沌及其控制[J];鞍山科技大学学报;2003年04期

2 田国瑞;;关于一个平方非线性系统的讨论[J];鞍山师范学院学报;2007年02期

3 宁送云;丘水生;;等效小参量法求解强非线性系统的有效性研究[J];安阳工学院学报;2007年06期

4 袁德强;李波;;Duffing方程解与其平均方程解之间的关系[J];安阳工学院学报;2009年04期

5 宋震煜;于虹;;纳米梁非线性振动的动力学分析[J];微纳电子技术;2006年03期

6 尹万建;杨绍普;申永军;郭京波;;空气弹簧悬架的振动模型和刚度特性研究[J];北京交通大学学报;2006年01期

7 史跃东;王德石;;考虑惯性效应的移动弹丸作用下身管振动特性[J];兵工学报;2011年04期

8 杨冰;卢立新;;基础位移激励下包装系统的非线性振动分析[J];包装工程;2008年02期

9 邢德进;李忠献;;形状记忆合金在土木工程中的研究与应用[J];材料导报;2006年08期

10 黄红梅;;斜拉桥拉索振动及其减振措施[J];城市道桥与防洪;2007年03期

相关会议论文 前10条

1 石立群;陈自力;石立君;马傲玲;;斜拉桥的索-桥面耦合振动非线性分析[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年

2 张根辈;臧朝平;;通过振动测试识别非线性参数的几个问题[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年

3 马锐;陈予恕;;齿轮裂纹故障的非线性机理研究[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年

4 王晓东;曹庆杰;陈予恕;;干摩擦作用下双边约束SD振子的初值问题[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年

5 徐东镇;王俊洪;张继海;;滚动与滑动轴承的时变非线性受迫振动[A];现代振动与噪声技术（第九卷）[C];2011年

6 李欣业;张华彪;;1:1内共振耦合范德波振子的主参数共振及其时滞反馈控制[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年

7 李安军;邢桂菊;周丽雯;;换热器直管非线性振动及运动稳定性分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年

8 杨永锋;任兴民;秦卫阳;;不同数值算法对非线性响应的影响[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

9 李欣业;张华彪;杨彦龙;;1∶1内共振耦合范德波振子的主参数共振及其时滞反馈控制[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

10 赵子辉;谢永慧;;碰撞阻尼围带叶片振动特性研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

相关博士学位论文 前10条

1 戚增坤;突变控制机制及其在船舶非线性横摇运动中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 刘文静;LRB隔震桥梁的可靠性与等效线性化方法研究[D];华中科技大学;2010年

3 陈海卫;波轮式全自动洗衣机脱水振动与抑制机理的研究[D];江南大学;2010年

4 贾红艳;混沌与超混沌系统模型分析及模拟电路研究[D];南开大学;2010年

5 孙向东;四塔单索面宽幅脊梁矮塔斜拉桥设计关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年

6 赵明;斜拉索随机最优主动/半主动控制[D];浙江大学;2011年

7 赵平;高速铁路站场设计及参数优化研究[D];北京交通大学;2011年

8 陈元坤;分裂导线的微风振动与次档距振荡研究[D];华中科技大学;2011年

9 狄生奎;基于动力参数的损伤识别及嵌入SMA的钢筋砼结构自监测与自修复研究[D];兰州理工大学;2011年

10 李莹;孔隙热弹性结构的线性和非线性静动力学特性研究[D];上海大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘华艳;耦合混沌系统广义同步研究[D];郑州大学;2010年

2 王建勋;4200立辊轧机主传动系统扭振研究[D];郑州大学;2010年

3 王梦蛟;非共振参数混沌控制在微弱信号检测中的应用研究[D];湘潭大学;2010年

4 杨懿;基于Hamilton原理的转子—汽封—轴承系统非线性动力学问题研究[D];浙江大学;2010年

5 周强;高斯白噪声激励下非线性系统的近似瞬态响应[D];浙江大学;2010年

6 张光明;基于Gabor变换和盲信号分离的信号降噪技术及应用[D];石家庄铁道学院;2010年

7 刘思怡;跳频信号预测与混沌同步的研究[D];电子科技大学;2011年

8 韩斯成;非线性系统中的分岔问题和中心流形定理[D];吉林大学;2011年

9 赵光曦;偏心索风致振动的稳定性分析[D];大连理工大学;2011年

10 李世兵;斜拉索非线性静动力理论模型及实验[D];大连理工大学;2011年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李忠献,陈海泉,刘建涛;应用SMA复合橡胶支座的桥梁隔震[J];地震工程与工程振动;2002年02期

2 吕振肃,侯志荣;自适应变异的粒子群优化算法[J];电子学报;2004年03期

3 汪至刚,孙炳楠;斜拉桥参数振动引起的拉索大幅振动[J];工程力学;2001年01期

4 赵跃宇;杨相展;刘伟长;王连华;;索-梁组合结构中拉索的非线性响应[J];工程力学;2006年11期

5 吴庆雄;陈宝春;韦建刚;;三维杆系结构的几何非线性有限元分析[J];工程力学;2007年12期

6 赵跃宇,王连华,陈得良,蒋丽忠;斜拉索三维非线性动力学性态[J];湖南大学学报(自然科学版);2001年03期

7 陈予恕，季进臣;非线性振动系统动力学行为的实验研究[J];力学进展;1996年04期

8 季进臣,陈予恕,叶敏,张文德,郎作贵;参激屈曲梁的倍周期分岔和混沌运动的实验研究[J];实验力学;1997年02期

9 金栋平,胡海岩;两柔性梁碰撞振动类型的实验研究[J];实验力学;1999年02期

10 杨素哲,陈艾荣;超长斜拉索的参数振动[J];同济大学学报(自然科学版);2005年10期

相关博士学位论文 前2条

1 陈水生;大跨度斜拉桥拉索的振动及被动、半主动控制[D];浙江大学;2002年

2 周海兵;索—梁组合结构非线性动力学实验研究[D];湖南大学;2007年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 段欣;刘伟庆;王俊;徐秀丽;;拉索的特征灵敏度分析[J];贵州大学学报(自然科学版);2009年04期

2 张建东;方志;;碳纤维复合材料拉索的非线性力学性能[J];计算力学学报;2009年05期

3 彭锦荣;郭志勇;张健波;曾庆硕;;斜拉索桥梁中拉索的防雷设计要点[J];气象研究与应用;2010年S2期

4 李景锟;Л.И布拉索洛夫[J];地理学报;1954年03期

5 顾明,杜晓庆;斜拉桥三维拉索风雨激振准两自由度模型[J];力学季刊;2004年04期

6 赵跃宇;杨相展;刘伟长;王连华;;索-梁组合结构中拉索的非线性响应[J];工程力学;2006年11期

7 朱保兵;李国强;;不同边界条件下拉索振动的主动控制研究[J];力学季刊;2009年03期

8 周海俊;杨夏;;拉索-双弹簧系统的自由振动特性分析[J];工程力学;2013年02期

9 蒋丽忠,赵跃宇,刘光栋;转动基中斜拉索的非线性动力学分析[J];计算力学学报;2003年01期

10 岳效穆;浅谈斜拉索的风振现象和抑振措施[J];甘肃科技;2004年06期

相关会议论文 前10条

1 司波;秦杰;吕学政;蔡蕾;;北京南站无柱雨篷拉索施工技术[A];第二届全国钢结构施工技术交流会论文集[C];2008年

2 杨素哲;陈艾荣;;超长斜拉索的线性及非线性内部共振[A];第十一届全国结构风工程学术会议论文集[C];2004年

3 胡可;;斜拉索力学特性及精确定位计算方法[A];中国公路学会桥梁和结构工程分会2004年全国桥梁学术会议论文集[C];2004年

4 刘耀武;李传平;;斜拉索振动浅析[A];新世纪预应力技术创新学术交流会论文集[C];2002年

5 李永乐;廖海黎;李明水;郑史雄;张明金;;人工模拟降雨条件下斜拉索雨振特性模型风洞试验研究[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集（中册）[C];2007年

6 李金海;;桥梁斜拉索单模态振动的混沌分析[A];第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集与会议议程[C];2013年

7 魏建东;刘山洪;赵人达;;斜拉索线型的延拓法分析与设计[A];第八届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

8 覃虹;廖海黎;何向东;;斜拉索抗风雨振动气动措施研究[A];中国公路学会桥梁和结构工程学会2003年全国桥梁学术会议论文集[C];2003年

9 朱保兵;李国强;;D-V-I Bang-Bang策略在柔性张紧拉索振动控制中的应用[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年

10 许林汕;赵林;葛耀君;;发生风雨激振拉索表面水膜形态数值分析和实测初探[A];第十四届全国结构风工程学术会议论文集（上册）[C];2009年

相关重要报纸文章 前10条

1 刘颖;高薪犯众怒 格拉索“落马”[N];金融时报;2003年

2 杨哲宇;高薪压跨格拉索[N];中国证券报;2003年

3 高深;寻找涅克拉索夫[N];文学报;2014年

4 记者 吴乐s，

本文编号：1339790