斜拉索表面粗糙度对干索驰振的影响
发布时间：2019-09-20 04:59
【摘要】：新服役的斜拉索表面由一层较为光滑的聚乙烯材料包裹,但随着服役时间的增长,受风化和灰尘粘附等原因的影响,使斜拉索表面粗糙度变大。斜拉索粗糙度的改变对其气动稳定性的影响如何,是该文重点研究的问题。该文通过包裹不同工业砂纸的方式来改变斜拉索表面的粗糙度,利用SJ-410表面粗糙度测量仪测试了这些模型的粗糙度,通过自由振动风洞试验,研究了表面粗糙度对高雷诺数下斜拉索振动的影响,结果表明:表面粗糙度的增大对斜拉索的振动具有抑制作用;随着斜拉索模型表面粗糙度的增加,雷诺数效应减弱,临界雷诺数减小。
【图文】：
索驰振的影响时，对粗糙度只是定性的描述，而没有对斜拉索模型的表面粗糙度进行定量的描述。定性描述更多的只能为我们提供理论依据，但是应用在具体实桥中，就必须要有对粗糙度的定量评价指标。针对以上研究的不足之处，本研究通过在斜拉索表面包裹工业砂纸，来改变表面粗糙度，同时利用SJ-410表面粗糙度测量仪，测定了各种模型的表面粗糙度，通过风洞试验，研究了粗糙度与振动的关系。1风洞试验本试验在石家庄铁道大学风工程研究中心进行，该风洞是一座单回路双试验段回/直流大气边界层风洞，风洞三维示意图如图1所示。该试验模型放置在高速试验段进行。本试验采用了手持式温湿度仪表以准确计算出试验过程中实际的雷诺数。采用皮托管-扫描阀风速采集系统来测量试验风速。整个位移测试系统由力传感器、激光位移计、东华数据采集设备、数据采集软件及电子计算机等构成。模型区在40m/s和65m/s时的湍流度不大于0.16%[11]。在风速40m/s时模型区的湍流度分布如图2所示。图1风洞三维示意图Fig.1Sketchofwindtunnel图2模型区湍流度(尺寸单位：mm；湍流度单位：%)Fig.2Turbulenceintensityinmodelarea(dimensionunit:mm;turbulenceintensityunit:%)模型的材质为有机玻璃管，D=120mm，L=1700mm，两端设置端板，在模型表面粘贴不同粗糙度的砂纸来改变表面的粗糙状态。以风洞外壁的转盘机构作为外部支架，通过8根弹簧将刚性模型水平放置并且与来流方向垂直悬挂在风洞中，将4个测力传感器分别与模型下方的4根弹簧相连，通过测量弹簧的反力，，来获得模型的位移。模型安装图如图3所示。模型表面严密包裹工业砂纸，砂纸的型号分别为5000目(编号为C1)、3000目(编号为C2)、600目(编号为C3)，用粗糙度仪对砂纸粗糙度测量，粗糙
洞试验，研究了粗糙度与振动的关系。1风洞试验本试验在石家庄铁道大学风工程研究中心进行，该风洞是一座单回路双试验段回/直流大气边界层风洞，风洞三维示意图如图1所示。该试验模型放置在高速试验段进行。本试验采用了手持式温湿度仪表以准确计算出试验过程中实际的雷诺数。采用皮托管-扫描阀风速采集系统来测量试验风速。整个位移测试系统由力传感器、激光位移计、东华数据采集设备、数据采集软件及电子计算机等构成。模型区在40m/s和65m/s时的湍流度不大于0.16%[11]。在风速40m/s时模型区的湍流度分布如图2所示。图1风洞三维示意图Fig.1Sketchofwindtunnel图2模型区湍流度(尺寸单位：mm；湍流度单位：%)Fig.2Turbulenceintensityinmodelarea(dimensionunit:mm;turbulenceintensityunit:%)模型的材质为有机玻璃管，D=120mm，L=1700mm，两端设置端板，在模型表面粘贴不同粗糙度的砂纸来改变表面的粗糙状态。以风洞外壁的转盘机构作为外部支架，通过8根弹簧将刚性模型水平放置并且与来流方向垂直悬挂在风洞中，将4个测力传感器分别与模型下方的4根弹簧相连，通过测量弹簧的反力，来获得模型的位移。模型安装图如图3所示。模型表面严密包裹工业砂纸，砂纸的型号分别为5000目(编号为C1)、3000目(编号为C2)、600目(编号为C3)，用粗糙度仪对砂纸粗糙度测量，粗糙度指标选用取样长度内纵坐标Z(X)绝对值的期望Pa。经测试光滑模型Pa=0.51mm，C1砂纸Pa=5.36mm，C2砂纸Pa=5.84mm，C3砂纸Pa=11.24mm。砂纸实物图如图4所示，试验雷诺数如表1。
【作者单位】： 石家庄铁道大学土木工程学院;石家庄铁道大学大型结构健康诊断与控制研究所;河北省大型结构健康诊断与控制重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金面上项目(51378323/E080802) 河北省杰出青年科学基金项目(E2014210138)
【分类号】：U441.3
本文编号：2538558
【图文】：
索驰振的影响时，对粗糙度只是定性的描述，而没有对斜拉索模型的表面粗糙度进行定量的描述。定性描述更多的只能为我们提供理论依据，但是应用在具体实桥中，就必须要有对粗糙度的定量评价指标。针对以上研究的不足之处，本研究通过在斜拉索表面包裹工业砂纸，来改变表面粗糙度，同时利用SJ-410表面粗糙度测量仪，测定了各种模型的表面粗糙度，通过风洞试验，研究了粗糙度与振动的关系。1风洞试验本试验在石家庄铁道大学风工程研究中心进行，该风洞是一座单回路双试验段回/直流大气边界层风洞，风洞三维示意图如图1所示。该试验模型放置在高速试验段进行。本试验采用了手持式温湿度仪表以准确计算出试验过程中实际的雷诺数。采用皮托管-扫描阀风速采集系统来测量试验风速。整个位移测试系统由力传感器、激光位移计、东华数据采集设备、数据采集软件及电子计算机等构成。模型区在40m/s和65m/s时的湍流度不大于0.16%[11]。在风速40m/s时模型区的湍流度分布如图2所示。图1风洞三维示意图Fig.1Sketchofwindtunnel图2模型区湍流度(尺寸单位：mm；湍流度单位：%)Fig.2Turbulenceintensityinmodelarea(dimensionunit:mm;turbulenceintensityunit:%)模型的材质为有机玻璃管，D=120mm，L=1700mm，两端设置端板，在模型表面粘贴不同粗糙度的砂纸来改变表面的粗糙状态。以风洞外壁的转盘机构作为外部支架，通过8根弹簧将刚性模型水平放置并且与来流方向垂直悬挂在风洞中，将4个测力传感器分别与模型下方的4根弹簧相连，通过测量弹簧的反力，，来获得模型的位移。模型安装图如图3所示。模型表面严密包裹工业砂纸，砂纸的型号分别为5000目(编号为C1)、3000目(编号为C2)、600目(编号为C3)，用粗糙度仪对砂纸粗糙度测量，粗糙
洞试验，研究了粗糙度与振动的关系。1风洞试验本试验在石家庄铁道大学风工程研究中心进行，该风洞是一座单回路双试验段回/直流大气边界层风洞，风洞三维示意图如图1所示。该试验模型放置在高速试验段进行。本试验采用了手持式温湿度仪表以准确计算出试验过程中实际的雷诺数。采用皮托管-扫描阀风速采集系统来测量试验风速。整个位移测试系统由力传感器、激光位移计、东华数据采集设备、数据采集软件及电子计算机等构成。模型区在40m/s和65m/s时的湍流度不大于0.16%[11]。在风速40m/s时模型区的湍流度分布如图2所示。图1风洞三维示意图Fig.1Sketchofwindtunnel图2模型区湍流度(尺寸单位：mm；湍流度单位：%)Fig.2Turbulenceintensityinmodelarea(dimensionunit:mm;turbulenceintensityunit:%)模型的材质为有机玻璃管，D=120mm，L=1700mm，两端设置端板，在模型表面粘贴不同粗糙度的砂纸来改变表面的粗糙状态。以风洞外壁的转盘机构作为外部支架，通过8根弹簧将刚性模型水平放置并且与来流方向垂直悬挂在风洞中，将4个测力传感器分别与模型下方的4根弹簧相连，通过测量弹簧的反力，来获得模型的位移。模型安装图如图3所示。模型表面严密包裹工业砂纸，砂纸的型号分别为5000目(编号为C1)、3000目(编号为C2)、600目(编号为C3)，用粗糙度仪对砂纸粗糙度测量，粗糙度指标选用取样长度内纵坐标Z(X)绝对值的期望Pa。经测试光滑模型Pa=0.51mm，C1砂纸Pa=5.36mm，C2砂纸Pa=5.84mm，C3砂纸Pa=11.24mm。砂纸实物图如图4所示，试验雷诺数如表1。
【作者单位】： 石家庄铁道大学土木工程学院;石家庄铁道大学大型结构健康诊断与控制研究所;河北省大型结构健康诊断与控制重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金面上项目(51378323/E080802) 河北省杰出青年科学基金项目(E2014210138)
【分类号】：U441.3
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本文编号：2538558
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