本文關(guān)鍵詞：形狀記憶合金輔助索—拉索系統(tǒng)的若干基本問題研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：拉索是斜拉橋的主要受力構(gòu)件,其作用是將主梁自重以及橋面上人行、汽車等恒活荷載傳至橋塔上。由于拉索質(zhì)量和剛度小,且阻尼極小,在風、雨等外界荷載作用下極易產(chǎn)生各種振動。拉索的大幅振動會造成行人及司機的不安,且長時間的大幅振動可能會導致拉索防護套的破壞和水汽的滲入。腐蝕介質(zhì)的滲入將導致拉索內(nèi)部高強鋼絲的腐蝕及腐蝕疲勞問題,嚴重地縮短拉索的預期使用壽命。為了抑制拉索的振動,通常采用氣動措施、輔助索、阻尼器等措施。在實際工程中往往混合使用這幾種措施來達到較好的減振效果。形狀記憶合金(Shape Memoery Alloy,簡稱SMA)絲具有超彈性能,能有效地耗散振動能量。因此它兼有輔助索和阻尼器兩種功效,在斜拉索的減振應用上具有良好的潛力。然而,SMA材料在斜拉索減振上的應用尚未成熟,對于SMA輔助索-單索系統(tǒng)的減振效果及溫度效應等尚需進一步深入試驗研究。附加SMA輔助索-斜拉索系統(tǒng)以及附加阻尼器-索網(wǎng)系統(tǒng)的減振機理和優(yōu)化設計方法也尚未完全建立。。本文首先基于前人對并聯(lián)彈簧-阻尼器-垂度拉索系統(tǒng)的理論研究和附加單根接地預張拉SMA絲-單索(3.2m短索)模型系統(tǒng)自由振動試驗、SMA絲力學性能試驗的相關(guān)試驗數(shù)據(jù),研究了線性化公式對預估該系統(tǒng)低階振動頻率及模態(tài)阻尼比的情況。其次,進行了單索(15.15m長索)模型和附加單根接地預張拉SMA絲-單索(15.15m長索)模型的自由振動試驗,重點研究了試驗溫度的變化對該系統(tǒng)平面內(nèi)一、二階振動頻率和模態(tài)阻尼比的影響。數(shù)據(jù)處理時采用MATLAB中的SPTool工具箱設計FIR濾波器,通過FIR濾波器對試驗中獲得位移時程曲線進行濾波,從濾波后的數(shù)據(jù)中獲得對數(shù)衰減值和系統(tǒng)的自振頻率。同時,在此試驗的基礎上研究了附加在模型拉索上的預張拉SMA絲應變值隨時間推移的改變情況及其對系統(tǒng)減振效果的影響。最后,建立了附加阻尼器-雙索系統(tǒng)模型,為簡化起見,在該索網(wǎng)系統(tǒng)研究中暫不考慮拉索抗彎剛度的影響,把拉索簡化成一根張緊弦。采用分離變量法推導出了附加阻尼器-雙索系統(tǒng)的復模態(tài)特征方程,并分析了相關(guān)極限解,研究了兩根拉索的質(zhì)量-張力比、頻率比、長度比以及阻尼器的安裝位置對系統(tǒng)的前四階振動模態(tài)類型、模態(tài)演化、振動頻率以及模態(tài)阻尼比的影響,同時還討論了無量綱阻尼系數(shù)的改變對系統(tǒng)模態(tài)振型的影響。
【關(guān)鍵詞】：拉索 形狀記憶合金(SMA) 阻尼器 頻率 模態(tài)阻尼比
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U448.27;TG139.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 引言10-12
• 1.2 拉索的振動控制方法12-15
• 1.3 附加輔助索、阻尼器措施的國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 形狀記憶合金的力學性能及研究現(xiàn)狀16-19
• 1.5 存在問題19
• 1.6 本文的主要研究內(nèi)容19-21
• 第2章 附加單根接地預張拉SMA絲-單索模型理論與試驗研究21-41
• 2.1 引言21
• 2.2 附加單根接地預張拉SMA絲-單索模型理論研究21-26
• 2.2.1 SMA絲力學性能線性化21-22
• 2.2.2 并聯(lián)彈簧-阻尼器-垂度拉索系統(tǒng)動力特征方程22-23
• 2.2.3 理論結(jié)果與試驗結(jié)果的比較23-26
• 2.3 試驗概況26-31
• 2.3.1 試驗模型26-28
• 2.3.2 試驗設備及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)28-29
• 2.3.3 數(shù)據(jù)處理方法29-31
• 2.4 單索性能試驗31-33
• 2.4.1 單索試驗31-32
• 2.4.2 理論計算32-33
• 2.4.3 理論結(jié)果與試驗結(jié)果對比分析33
• 2.5 附加單根接地預張拉SMA絲-單索模型自由振動試驗33-38
• 2.5.1 試驗工況33-34
• 2.5.2 室溫 20.86℃34-35
• 2.5.3 室溫 9.93℃35
• 2.5.4 理論計算35-36
• 2.5.5 理論結(jié)果與試驗結(jié)果分析36-38
• 2.6 預張拉SMA絲應變的變化及其對系統(tǒng)減振效果的影響38-40
• 2.6.1 試驗過程38-39
• 2.6.2 試驗結(jié)果39-40
• 2.7 本章小結(jié)40-41
• 第3章 附加阻尼器-雙索系統(tǒng)的自由振動模態(tài)特性分析41-106
• 3.1 引言41
• 3.2 附加阻尼器-雙索系統(tǒng)運動方程推導41-45
• 3.3 系統(tǒng)的極限解45-49
• 3.3.1 質(zhì)量-張力比v_2的極限解45-46
• 3.3.2 無振動衰減46-47
• 3.3.3 無衰減振動47-48
• 3.3.4 趨近于臨界阻尼的振動解48-49
• 3.4 雙索等參數(shù)情況下的自由振動模態(tài)特性49-51
• 3.5 質(zhì)量-張力比v_2的影響51-52
• 3.6 長度比φ_2的影響52-61
• 3.6.1 二階振動模態(tài)53-56
• 3.6.2 四階振動模態(tài)56-60
• 3.6.3 小結(jié)60-61
• 3.7 頻率比f_2的影響61-87
• 3.7.1 頻率比f_2=0.8 時系統(tǒng)的自由振動模態(tài)分析62-76
• 3.7.2 頻率比f_2=0.6 時系統(tǒng)的自由振動模態(tài)分析76-87
• 3.8 系統(tǒng)長度比與頻率比均為 0.8 時的自由振動模態(tài)分析87-104
• 3.8.1 一階振動模態(tài)88-90
• 3.8.2 二階振動模態(tài)90-93
• 3.8.3 三階振動模態(tài)93-98
• 3.8.4 四階振動模態(tài)98-104
• 3.8.5 小結(jié)104
• 3.9 本章小結(jié)104-106
• 第4章 總結(jié)與展望106-109
• 4.1 總結(jié)106-107
• 4.2 展望107-109
• 參考文獻109-113
• 致謝113-114
• 攻讀碩士學位期間的研究成果114

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：305768