考虑温度效应的悬索线性与非线性振动特性研究

发布时间：2023-04-20 19:58

　　悬索因为其受力合理、节约材料、施工快捷和造型多彩等优点,而被广泛应用于桥梁结构和大跨度建筑物。由于长期暴露在自然环境中,索结构施工和运营维护阶段极易受到环境温度变化的影响。研究表明温度变化对索结构振动特性的影响,与损伤和外荷载导致的振动特性变化处于同一个数量级。因此,为保证结构施工和运营阶段安全,亟需探究悬索这类典型的柔性结构的线性与非线性振动特性受环境温度变化的影响。据此,本文的主要研究工作如下:(1)研究温度变化对悬索线性振动特性的影响。考虑温度变化对悬索初始构形的影响,引入反映温度变化影响的无量纲参数,建立悬索在热应力下的运动方程。分析了不同Irvine参数的悬索,其模态频率和模态振型受温度变化的影响情况。研究表明温度变化对频率和正对称模态振型的影响情况,与Irvine参数的大小密切相关。但反对称模态振型不受温度变化影响;(2)研究温度变化对悬索超/次谐波共振特性的影响。采用Hamilton变分原理,引入与温度变化相关的无量纲参数,获得了悬索面内非线性运动方程。利用Galerkin方法,得到离散后的常微分方程。利用多尺度法,求得超/次谐波共振响应的幅频响应方程,得到运动方程的一阶...

【文章页数】：110 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 温度变化对桥梁振动特性影响
        1.2.2 温度变化对基本结构振动特性影响
        1.2.3 多频激励下结构振动特性
    1.3 立项依据
    1.4 研究内容
第2章 温度变化对悬索线性振动特性影响
    2.1 引言
    2.2 数学模型
        2.2.1 静态构形
        2.2.2 热应力构形
        2.2.3 自由振动
    2.3 线性振动特性
        2.3.1 固有频率
        2.3.2 模态振型
    2.4 小结
第3章 温度变化对悬索超/次谐波共振响应影响
    3.1 引言
    3.2 数学模型
        3.2.1 运动微分方程
        3.2.2 模态离散
    3.3 超谐波共振响应
        3.3.1 二阶超谐波共振
        3.3.2 三阶超谐波共振
    3.4 次谐波共振响应
        3.4.1 1/2阶次谐波共振
        3.4.2 1/3阶次谐波共振
    3.5 小结
第4章 温度变化对悬索主/次/超谐波联合共振特性影响
    4.1 引言
    4.2 工况一:Ω₁≈ω₁且Ω₂≈2ω1

    4.3 工况二:Ω₁≈ω₁且Ω₂≈3ω₁

    4.4 工况三:3Ω₁≈ω₁且Ω₂≈ω₁

    4.5 工况四:2Ω₁≈ω₁且Ω₂≈ω₁

    4.6 小结
第5章 温度变化下对悬索组合/联合共振特性影响
    5.1 引言
    5.2 工况一:3Ω₁≈ω₁且Ω₂-Ω₁≈2ω₁

    5.3 工况二:Ω₁≈3ω₁且Ω₂-Ω₁≈2ω₁

    5.4 工况三:3Ω₁≈ω₁且Ω₂≈3ω₁

    5.5 工况四:2Ω₁≈ω₁且Ω₂≈2ω₁

    5.6 小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：3795192

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