斜拉索的參數(shù)振動與相互作用研究.pdf

1、湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文斜拉索的參數(shù)振動與相互作用研究姓名：王濤申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：一般力學(xué)與力學(xué)基礎(chǔ)指導(dǎo)教師：趙躍宇20090425斜拉索的參數(shù)振動與相互作用研究A b s t r a c tI n c l i n e d c a b l e s a r ev e r yi m p o r t a n tc o m p o n e n t sb o t hi n t h ec a b l e - s t a y e da r c hb

2、 r i d g ea n dc a b l e - s t a y e db r i d g e ，b e c a u s et h e ya r eu n d e r t a k i n gt h em o s to fl o a d i nt h e s e s t r u c t u r e s ．H o w e v e r , i n c l i n e dc a b l ei se a s yt oa p p e a ra

3、l lk i n d so f v i b r a t i o nd u et oi t sl o w d a m p i n g ．I ng e n e r a l ，w i n d - r a i n e x c i t a t i o na n d p a r a m e t r i ce x c i t a t i o na r e t h et w o r e a s o n st h a tl e a dt ov i b r

4、 a t i o no f c a b l e ．S o m ep e c u l i a rc a b l e sm a y a p p e a rs t r o n gt r a n s v e r s ev i b r a t i o ni nt h ec a s eo fn ow i n do rs m a l l w i n d ．P e o p l ea l w a y sa t t r i b u t et h i sk

5、i n d o f o s c i l l a t i o n t o t h e w i n da n d r a i n ．B u t i ti sd i f f i c u l tt oe x p l a i n t h ef a c tt h a tc a b l e sw i l lh a v es t r o n gt r a n s v e r s ev i b r a t i o nw h e n t h e r ei

6、s o n l ys m a l lw i n d ．S o ，w ec a n r e g a r dt h a tt h i ss o r to f o s c i l l a t i o n i si n d u c e d b y t h ed e c k o rs o m eo t h e r u n k n o w nr e a s o n s ．I nt h ea n a l y s i so f t h ep a r a

7、 m e t r i cv i b r a t i o n o f t h ec a b l e s ，w ec a n c l a s s i f yt h ee x c i t a t i o ni n t ot w oc a t e g o r i e s ：o n e i st h e i d e a le x c i t a t i o n ，t h a ti s ，t h ea m p l i t u d ea n df r

8、 e q u e n c y o f t h ee x c i t a t i o na r en o tr e l a t e dt ot h ev i b r a t i o n o f t h ec a b l e ．T h eo t h e ri st h a t t h eo s c i l l a t i o no ft h ec a b l e w i l l a f f e c tt h ed e c k ，t h ev

9、 i b r a t i o no ft h ed e c ka n dc a b l e i sc o u p l e d ．O b v i o u s l y , w i t h t h ei n c r e a s i n gl e n g t ho f i n c l i n e dc a b l e ，t h el a t t e ri sm o r ec l o s et ot h er e a l s y s t e m

10、．C o n s i d e r i n gt h e s ef a c t s ，t h i sp a p e rm a i n l yd i s c u s sf o l l o w i n g q u e s t i o n s ：( 1 ) T h r e e d i m e n s i o n a lf i n i t ee l e m e n tm o d e lo f c a b l e - s t a y e da r

11、c hb r i d g ei s b u i l tb yt a k i n ga d v a n t a g e o f s o f t w a r e A N S Y S ．A f t e r c a l c u l a t i n g t h en a t u r a lf r e q u e n c i e s o ft h eg l o b a lm o d e s ，t h eg l o b a lm o t i o n

12、sg e n e r a t e db y ( 1 ) s i n u s o i d a le x c i t a t i o n ( 2 ) a ne a r t h q u a k ea r e a n a l y z e db yu s i n gt h em o d a l a n a l y s i sm e t h o d o rt h ed i r e c ti n t e g r a t i o nm e t h o

13、d r e s p e c t i v e l y ．T h el o c a lv i b r a t i o no fs t a y e d - c a b l ei s c a l c u l a t e db yu s i n gam o d e li n w h i c hi n c l i n e d c a b l ei s s u b j e c t e d t o t i m e ·v a r y i n g

14、 d i s p l a c e m e n t a t o n es u p p o r t d u r i n g g l o b a l m o t i o n si n o r d e r t o s t i m u l a t e t h ep a r a m e t r i c v i b r a t i o no fi n c l i n e d c a b l e m o r e r e a l i s t i c ．A

15、 t t h e s a m et i m e ．t h e e f f e c t s p r o d u c e d o n t h ep a r a m e t r i c v i b r a t i o n o f c a b l eb y t h e a m p l i t u d e o fe x c i t a t i o n a n dd a m p i n g a r ed i s c u s s e d ．( 2 )

16、 T h em e t h o d o fm u l t i p l e s c a l e s i s a p p l i e d t o t h e d i f f e r e n t i a l e q u a t i o n o fi n c l i n e d c a b l e e x c i t e d b y a x i a l e x c i t a t i o n t o a n a l y z e t h e p

17、r i n c i p l e p a r a m e t r i cr e s o n a n c eo f i n c l i n e d c a b l e a n d t h e s t a b i l i t y o ft h e s t e a d y s o l u t i o n s a r e a l s oi n v e s t i g a t e d i n d e t a i l ．T h e n ，w ec a