近十年來(lái),我國(guó)大跨度鋼拱橋建設(shè)發(fā)展很快,H型吊桿由于制造與施工方便等因素,被大量用于拱式橋梁建設(shè)中。但是H型吊桿由于具有大長(zhǎng)細(xì)比、斷面較鈍、阻尼較小等特點(diǎn),往往氣動(dòng)穩(wěn)定性極差,極易在風(fēng)作用下發(fā)生渦激共振和馳振,使構(gòu)件產(chǎn)生疲勞損傷甚至短時(shí)間內(nèi)破壞,影響橋梁使用壽命甚至危及整體橋梁的安全。本文針對(duì)橋梁中常見的H型吊桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行了以下研究:(1)為了研究結(jié)構(gòu)阻尼比變化對(duì)H型吊桿橫風(fēng)向馳振和渦激共振的影響,基于電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)了一種新型的阻尼器,便于連續(xù)地調(diào)整H型吊桿的結(jié)構(gòu)阻尼比,而不引入附加剛度和非線性效應(yīng),研究發(fā)現(xiàn):增大阻尼比能夠有效抑制硬馳振,但對(duì)于軟馳振在一定范圍內(nèi)增大阻尼比影響很小,只有阻尼比增大到一定程度才能有效抑制軟馳振;渦振振幅隨阻尼比的增大呈指數(shù)型減小。(2)為了研究結(jié)構(gòu)無(wú)量綱質(zhì)量對(duì)H型吊桿橫風(fēng)向馳振和渦激共振的影響,本文進(jìn)行了五組不同質(zhì)量比工況的風(fēng)洞測(cè)振試驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn):在一定范圍內(nèi)增大質(zhì)量比,對(duì)馳振影響不大或使得馳振風(fēng)速位移曲線向更高約化風(fēng)速平移,只有質(zhì)量比增大到一定程度才能有效抑制馳振;增加質(zhì)量比能夠減小渦振振幅但也會(huì)使渦振鎖定風(fēng)速區(qū)間向更低約化風(fēng)速平移。不同阻尼比和質(zhì)量比組成的相近Scruton數(shù)下H型吊桿的馳振和渦振響應(yīng)并不相同,因此在一定范圍內(nèi)不宜僅用一個(gè)Scruton數(shù)整體描述H型吊桿的質(zhì)量阻尼。(3)通過被動(dòng)格柵在風(fēng)洞中模擬了不同紊流強(qiáng)度、紊流積分尺度的紊流風(fēng)場(chǎng),并進(jìn)行了H型吊桿的風(fēng)洞測(cè)振試驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn):紊流強(qiáng)度隨試驗(yàn)風(fēng)速的增大呈指數(shù)型減小,紊流積分尺度隨試驗(yàn)風(fēng)速的增大則呈冪函數(shù)型增大;紊流風(fēng)場(chǎng)會(huì)抑制馳振振幅,增大渦振振幅甚至激發(fā)均勻流中不會(huì)出現(xiàn)的渦振。(4)通過測(cè)量H型吊桿的靜力三分力系數(shù),根據(jù)馳振準(zhǔn)定常理論計(jì)算馳振力系數(shù)和馳振臨界風(fēng)速,研究發(fā)現(xiàn):在小阻尼比工況均勻流場(chǎng)中馳振力系數(shù)為負(fù)的攻角均發(fā)生了馳振但有些馳振力系數(shù)為正的攻角也發(fā)生了馳振這是偏危險(xiǎn)的;在阻尼比超過0.3%時(shí),計(jì)算馳振臨界風(fēng)速與試驗(yàn)值相比也是偏危險(xiǎn)的,所以馳振準(zhǔn)定常理論并不完全適用于H型斷面。(5)通過對(duì)H型吊桿進(jìn)行靜止繞流與馳振和渦振狀態(tài)測(cè)壓試驗(yàn),計(jì)算了各測(cè)點(diǎn)平均風(fēng)壓系數(shù)和脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行積分處理和FFT變換,得到了模型的氣動(dòng)升力時(shí)程及其頻譜圖,從更微觀的氣動(dòng)力角度解釋了模型出現(xiàn)風(fēng)振的原因。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U441.3
【部分圖文】：

第二章 不同阻尼比下 H 型吊桿風(fēng)振特性滯力，通過沒入油箱的裝置與硅油的相加，但在變換不同的阻尼時(shí)需要更換油硅油，更換不方便，并且需要多種尺寸了硅油阻尼器示意圖。

9圖 2.2 基于電磁感應(yīng)原理的阻尼裝置由于傳統(tǒng)的外包阻尼膜和油箱阻尼器不能方便快捷的實(shí)現(xiàn)彈簧懸掛系統(tǒng)阻尼的變化，本文作者基于電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)了一種新型的阻尼器，便于連續(xù)地調(diào)整 H 型的結(jié)構(gòu)阻尼比，而不引入附加剛度和非線性效應(yīng)，如圖 2.2 所示。本裝置可以實(shí)現(xiàn)

第二章 不同阻尼比下 H 型吊桿風(fēng)振特性輕質(zhì)鋁合金方管焊接而成的芯梁和輕質(zhì)泡沫組成，并在模型表面貼上一層涂硅保護(hù)紙。圖 2.5 為模型各構(gòu)件組合示意圖，圖 2.6 為 H 型吊桿模型截面參數(shù)與風(fēng)攻角示意圖，圖2.7 為風(fēng)洞內(nèi)部彈性懸掛裝置照片，圖 2.8 為 H 型吊桿輕質(zhì)泡沫模型照片。圖 2.5 模型各構(gòu)件組合示意圖圖 2.6 模型截面參數(shù)與風(fēng)攻角示意圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2828621