基于索梁相關(guān)振動的斜拉索車致非線性振動研究
本文關(guān)鍵詞:基于索梁相關(guān)振動的斜拉索車致非線性振動研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:大跨度斜拉橋結(jié)構(gòu)輕柔,橋上拉索通常具備大柔度、輕質(zhì)量、低阻尼等特點(diǎn),極易在交通、風(fēng)等荷載激勵下發(fā)生較頻繁和較大幅值的振動,加劇拉索的疲勞損傷。本文以主跨600m鐵路斜拉橋為工程背景,通過列車-線路-橋梁耦合動力仿真分析求得橋梁主體結(jié)構(gòu)(主梁、橋塔)動力響應(yīng),將其作為斜拉索端部激勵,采用大剛度法求解單根拉索的局部振動響應(yīng),探討列車荷載激勵下斜拉索局部振動特性。首先,介紹了斜拉索車致振動的動力分析模型,包括列車-線路-橋梁耦合振動模型的說明以及斜拉索非線性局部振動響應(yīng)求解理論的闡述。其次,根據(jù)主跨600m斜拉橋的結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計參數(shù),詳細(xì)敘述了斜拉橋全橋模型、斜拉索單索模型的建立過程,并對兩類模型分別進(jìn)行模態(tài)分析比較。再次,通過對以200km/h車速運(yùn)行的CRH2列車激勵下的橋梁主體結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)以及拉索局部振動響應(yīng)進(jìn)行時頻分析比較,探討橋梁主體結(jié)構(gòu)與拉索振動特性的相關(guān)。結(jié)果表明,列車荷載激勵下斜拉橋主體結(jié)構(gòu)振動所包含的頻率成分與拉索自振頻率接近時,能量易于在索梁間傳遞,且這部分頻率成分占比越大,越容易引發(fā)拉索主共振。另外,根據(jù)以200-350km/h設(shè)計時速運(yùn)行的CRH2列車激勵下的斜拉索局部振動響應(yīng)變化規(guī)律進(jìn)行探討,得出拉索局部振動特性對車速變化較敏感,車速越大,越容易激起基頻頻率相對較高的拉索發(fā)生1階主共振。最后,分別建立了外置阻尼器模式以及Rayleigh阻尼模式的斜拉索-阻尼器系統(tǒng),探討粘性阻尼系數(shù)以及參考頻率的取值對1階主共振拉索局部振動響應(yīng)的影響,同時對采用兩種不同阻尼模式的拉索的動力響應(yīng)進(jìn)行了比較分析。研究表明,粘性阻尼系數(shù)以及參考頻率的取值對拉索減振效果的影響明顯,當(dāng)拉索1階模態(tài)阻尼比取值相同時,采用Rayleigh阻尼模型能較好地反應(yīng)阻尼器的模態(tài)阻尼貢獻(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】:斜拉橋 斜拉索 車致振動 索梁振動相關(guān)性 局部振動響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】:西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:U441.3;U448.27
【目錄】:
- 摘要6-7
- Abstract7-11
- 第1章 緒論11-19
- 1.1 斜拉索振動問題11-13
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
- 1.2.1 端點(diǎn)位移激勵下拉索振動求解方法及模型簡化13-14
- 1.2.2 車輛荷載激勵下拉索振動響應(yīng)分析14-16
- 1.2.3 斜拉索振動控制16-17
- 1.3 本文研究目的、主要研究內(nèi)容17-19
- 1.3.1 研究目的17
- 1.3.2 研究內(nèi)容17-19
- 第2章 斜拉索車致振動的動力分析模型19-26
- 2.1 列車-線路-橋梁耦合動力仿真分析模型19-23
- 2.1.1 機(jī)車車輛動力學(xué)模型19-20
- 2.1.2 軌道動力學(xué)模型20-22
- 2.1.3 橋梁動力學(xué)模型22
- 2.1.4 輪軌、橋軌相互作用關(guān)系22-23
- 2.2 斜拉索非線性振動求解方法23-25
- 2.2.1 基于大剛度法的斜拉索振動分析模型23-24
- 2.2.2 斜拉索非線性時程計算理論24-25
- 2.3 本章小結(jié)25-26
- 第3章 橋梁動力特性分析26-37
- 3.1 工程背景26-29
- 3.2 橋梁有限元模型建立29-33
- 3.2.1 全橋有限元模型建立29-31
- 3.2.2 斜拉索單索有限元模型建立31-33
- 3.3 橋梁有限元模型建立橋梁自振特性分析33-36
- 3.3.1 全橋自振特性分析33-34
- 3.3.2 斜拉索單索自振特性分析34-36
- 3.4 本章小結(jié)36-37
- 第4章 斜拉索車致非線性振動分析37-50
- 4.1 列車荷載作用下斜拉橋索梁振動的相關(guān)性37-42
- 4.2 車速對斜拉索非線性振動的影響42-49
- 4.3 本章小結(jié)49-50
- 第5章 考慮阻尼裝置的斜拉索非線性振動分析50-74
- 5.1 斜拉索-阻尼器系統(tǒng)(外置阻尼器模式)動力分析51-63
- 5.1.1 動力分析模型51-52
- 5.1.2 動力響應(yīng)分析52-63
- 5.2 斜拉索-阻尼器系統(tǒng)(Rayleigh阻尼模式)動力分析63-68
- 5.2.1 動力分析模型63-64
- 5.2.2 動力響應(yīng)分析64-68
- 5.3 斜拉索-阻尼器系統(tǒng)動力響應(yīng)比較68-73
- 5.4 本章小結(jié)73-74
- 結(jié)論與展望74-76
- 致謝76-77
- 參考文獻(xiàn)77-80
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文參加的科研項目80
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:基于索梁相關(guān)振動的斜拉索車致非線性振動研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
,本文編號:373827
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