桅桿結(jié)構(gòu)隨機(jī)風(fēng)振疲勞及控制研究.pdf

1、本文討論了桅桿結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載Gauss計(jì)算模型所對應(yīng)的功率譜密度函數(shù)矩陣的計(jì)算方法,對非Gauss模型進(jìn)行了介紹,并根據(jù)多維隨機(jī)過程理論給出了風(fēng)荷載時程模擬的具體方法,對模擬時程進(jìn)行了必要的檢驗(yàn).同時,對上海地區(qū)風(fēng)速記錄資料分析整理,得出了風(fēng)向空間分布參數(shù)及各風(fēng)向下,不同風(fēng)速的分布參數(shù);對桅桿結(jié)構(gòu)隨機(jī)風(fēng)振響應(yīng),首先詳細(xì)討論了索的動力分析方法及模型,并通過算例分析,得出了索在不同張力下動力特性的統(tǒng)計(jì)規(guī)律;隨后,對桅桿非線性動力分析進(jìn)行了探討,

2、采用桿身和纖繩分別建立動力模型,以位移協(xié)調(diào)將其聯(lián)系起來的思路,建立了桅桿非線性動力模型,并由算例得到了一些有意義的結(jié)論;在桅桿節(jié)點(diǎn)焊縫疲勞問題上分別從時域和頻域兩個方面展開了深入研究.時域內(nèi)探討了修正線性準(zhǔn)則和應(yīng)力集中系數(shù)法聯(lián)合應(yīng)用的疲勞壽命計(jì)算及節(jié)點(diǎn)各參數(shù)對疲勞壽命的影響,同時,為從整體上把握疲勞壽命變化規(guī)律,對桅桿在不同纖繩初張力下的疲勞損傷進(jìn)行了計(jì)算,得出了一些有意義的結(jié)論.頻域里,桅桿作了等效線性化處理,由結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)譜得到節(jié)點(diǎn)

3、焊縫應(yīng)力譜,引入Dirk經(jīng)驗(yàn)公式對節(jié)點(diǎn)焊縫疲勞壽命做了分析、計(jì)算,并與時域計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析、比較;之后,采用被動控制的TSD控制桿身位移和主動控制直接控制纖繩位移以達(dá)到提高節(jié)點(diǎn)焊縫疲勞壽命的目的;主動控制中,控制器采用彈簧阻尼器,控制策略為滑模變結(jié)構(gòu)控制算法;被動控制中,對TSD控制參數(shù)進(jìn)行了頻域探討和時域研究,計(jì)算結(jié)果表明TSD對桅桿的風(fēng)振響應(yīng)能夠起到很好的控制作用;本文對被動控制中,放在纖繩上的彈簧阻尼控制器的控制參數(shù)也進(jìn)行了時域

4、研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),僅用被動控制,此控制器的控制效果較差;最后,對短波發(fā)射雙桅桿進(jìn)行了隨機(jī)風(fēng)振響應(yīng)的實(shí)測研究.在對此桅桿進(jìn)行理論分析、整理研究實(shí)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,本文對強(qiáng)非線性、結(jié)構(gòu)響應(yīng)以扭轉(zhuǎn)為主且在結(jié)構(gòu)參數(shù)未知情況下如何進(jìn)行振型識別提出了一套方法,即由各測點(diǎn)的自譜和對參考測點(diǎn)互譜的幅值、相位角得到桅桿對應(yīng)各個頻率點(diǎn)的空間振動曲線,將此曲線向基準(zhǔn)方向與桿身所構(gòu)成的平面上投影就得到了忽略扭轉(zhuǎn),僅包含軸向運(yùn)動的平面振動曲線,由此曲線就可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)