斜拉梁的共振動力學及能量傳輸.pdf

1、拉索作為斜拉橋中的重要構(gòu)件，降低了主梁彎矩，因此，提高了橋梁的跨越能力。然而，拉索具有輕質(zhì)、低阻尼、全面柔性等特點，所以容易在外部激勵下產(chǎn)生大幅振動，從而對斜拉橋的施工與運營產(chǎn)生不利影響?？傮w而言，以往的研究更關(guān)注于純索的動力學。然而，斜拉橋中拉索受到橋塔或主梁振動的影響。為更全面研究斜拉索的大幅振動，本文在彈性梁與柔性索連續(xù)性條件的基礎上，建立了斜拉梁的精細化動力學模型，并利用Galerkin法和多尺度法對斜拉梁中的共振動力學進行了全

2、面的研究。與此同時，開展了相關(guān)的試驗研究進行驗證，最后對可能的能量傳輸機制進行了探索和討論。具體工作如下:
　　1.基于彈性梁與柔性索的連續(xù)性條件，利用Hamilton原理推導了斜拉梁的非線性運動方程，并利用擬靜態(tài)假設進行減縮。在此基礎上，確定了減縮模型的頻率方程和相應的振型，并對斜拉梁的固有頻率進行了參數(shù)分析，討論了固有振型的不同特性。
　　2.利用Galerkin法和多尺度法研究斜拉梁在主共振激勵的非線性響應，重點分析了

3、不同模態(tài)之間的1∶1內(nèi)共振與2∶1內(nèi)共振。在此基礎上，利用幅頻響應曲線研究了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)解。并結(jié)合Floquet理論和打靶法，研究了系統(tǒng)的周期解，討論了非線性響應的動力失穩(wěn)現(xiàn)象。
　　3.設計了相應的斜拉梁試驗模型，并開展了自由振動和強迫振動的試驗研究，確定了斜拉梁的固有頻率以及外激勵作用下的響應，并與理論結(jié)果進行了對比。
　　4.定義了斜拉梁的模態(tài)能量與構(gòu)件能量，分析了結(jié)構(gòu)與構(gòu)件在動力響應過程中的能量吸收與分布，并對可能存在