基于模态特性的未知边界条件下索力识别
[Abstract]:Cable is widely used in cable-supported bridges because of its light weight and high strength, and its mechanical properties are high efficiency, in order to meet the needs of people for span. As the main force member in the structure, the determination of the cable force in the cable is very important for the evaluation and monitoring of the health condition of the cable-supported bridge. At present, the vibration method is a widely used method for cable force testing. When the cable force is measured by vibration method, usually the two ends of the cable are regarded as simple support to use string theory or as simple support or fixed beam theory to estimate the cable force, and the sag of cable is not taken into account. But the boundary condition of cable is much more complicated than that of imagination. The boundary condition of actual cable is unknown, but when the boundary condition is unknown, the vibration equation of string theory and beam theory can not be solved. The effect of sag on the natural frequency, especially the fundamental frequency, can not be ignored. Therefore, in the case of unknown boundary conditions, how to convert the cable force from the dynamic parameters of the cable is an international frontier issue in recent years. In this paper, the basic theory of cable force measurement by vibration method based on string theory and beam theory is introduced, and the general boundary conditions of cable are assumed. The vibration modal characteristics of string model and beam model without or without the influence of sag are studied, and the cable force is identified under unknown boundary conditions to determine the boundary stiffness of the cable. The results show that when the geometric and physical parameters of the cable are constant, the sag effect is not considered for the string model and the beam model which represents the effect of bending stiffness. This method can obtain better recognition results, but in the case of considering sag effect, the anti-symmetric mode can get a better recognition result, and the symmetrical mode can not work or the recognition effect is poor. After the axial force is recognized, the boundary stiffness value of the cable based on the beam model can be recognized under the condition of unknown boundary condition, and the identified stiffness value is in good agreement with the real value. Although this method can not obtain the analytical solution of cable force, compared with other numerical methods, the principle of this method is simple, especially for the recognition of cable force under unknown boundary conditions, which shows the significance and value of the method.
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U446
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,本文编号:2148009
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