带中间支撑拉索索力精确识别研究

振动频率法论文 非线性论文 阻尼器论文 解析法论文 奇异摄动法论文 能量法论文 参数识别论文
论文详情
振动频率法以其经济方便等优点而广泛应用于索结构的施工控制、状态评估和健康监测,其基本原理是基于弦振动理论,而弦理论忽略了拉索的抗弯刚度、垂度、边界条件及中间支撑等非线性因素的影响,在实际应用中有时会带来不可接受的误差。综合考虑上述因素以后,拉索的振动问题就属于非线性问题,为了充分探明拉索的动力特性,以非线性振动理论为基础进行拉索振动问题的研究非常重要,本文针对拉索的非线性问题提出了四种研究方法,主要内容如下:(1)应用解析法直接求解考虑拉索的抗弯刚度和中间支撑(阻尼器)影响的拉索振动方程,将求解得到的频率特征根超越方程进行近似简化运算,得到拉索的频率特征值无量纲表达式和索力计算表达式。(2)建立考虑拉索抗弯刚度和垂度影响的拉索振动方程,利用奇异摄动法,求解得到拉索自振频率小参数级数近似表达式,同时给出反算得到的索力计算表达式。(3)利用能量法推导得到计及拉索抗弯刚度、垂度及阻尼器影响的索力近似表达式,根据假设条件,讨论其适用范围,结合有限元分析讨论各个因素的影响。(4)由于设计参数和真实参数之间的偏差而导致了索力计算存在系统误差,本文结合PSO粒子群算法,提出了有模型和无模型参数识别法,并讨论了关键参数的单参数识别法和多参数识别法。(5)以干溪沟大桥和海印大桥的索力测试实验为实例分析,将测试结果代入到四种研究方法中验证索力计算公式的精度。
摘要第5-6页
Abstract第6-7页
第1章 绪论第11-18页
    1.1 研究背景及意义第11页
    1.2 研究现状第11-15页
        1.2.1 索力测试方法综述第11-12页
        1.2.2 振动频率法测试精度的影响第12-13页
        1.2.3 提高振动频率法测试精度的研究第13-15页
    1.3 本文研究内容第15-18页
        1.3.1 研究思路及方法第15-16页
        1.3.2 研究流程及创新点第16-18页
第2章 解析法第18-33页
    2.1 拉索自由振动分析第18-20页
        2.1.1 振动模型第18页
        2.1.2 求解频率表达式第18-20页
    2.2 考虑阻尼器影响拉索振动分析第20-25页
        2.2.1 带有阻尼器刚性拉索频率特征值分析第21-22页
        2.2.2 近似求解第22-25页
    2.3 阻尼器参数对频率的影响第25-27页
        2.3.1 阻尼影响第25-26页
        2.3.2 支撑刚度的影响第26-27页
        2.3.3 安装位置的影响第27页
    2.4 近似公式验证第27-29页
        2.4.1 阻尼器刚度和拉索刚度的影响第27-28页
        2.4.2 本文公式与迭代结果对比第28-29页
    2.5 考虑阻尼器影响的索力表达式第29-32页
        2.5.1 索力与阻尼器阻尼及支撑刚度的关系第29-31页
        2.5.2 结合有限元分析索力计算精度第31-32页
    2.6 本章小结第32-33页
第3章 奇异摄动法第33-45页
    3.1 奇异摄动理论第33页
    3.2 奇异摄动理论在拉索非线性振动中的应用第33-41页
        3.2.1 基本振动方程第33-35页
        3.2.2 不考虑垂度的影响第35-39页
        3.2.3 考虑垂度的影响第39-41页
        3.2.4 索力计算公式的推导第41页
    3.3 结合有限元数值分析第41-43页
        3.3.1 垂度的影响第41-42页
        3.3.2 边界条件的影响第42-43页
    3.4 本章小结第43-45页
第4章 能量法第45-56页
    4.1 考虑垂度及阻尼器影响的索力计算公式推导第45-48页
        4.1.1 位移函数的确定第45-46页
        4.1.2 索力求解第46-48页
    4.2 各种影响因素的讨论第48-49页
        4.2.1 拉索垂度的影响第48页
        4.2.2 阻尼器支撑刚度的影响第48-49页
        4.2.3 拉索抗弯刚度的影响第49页
    4.3 适用公式第49-53页
        4.3.1 适用公式的推荐第49-50页
        4.3.2 结合有限元讨论适用公式的适用范围第50-53页
    4.4 结合有限元分析各个因素的影响第53-55页
        4.4.1 垂度的影响第53-54页
        4.4.2 阻尼器支撑刚度的影响第54页
        4.4.3 拉索抗弯刚度的影响第54-55页
    4.5 本章小结第55-56页
第5章 参数识别法第56-65页
    5.1 参数识别的意义第56页
    5.2 有限元模型参数识别第56-62页
        5.2.1 有限元分析原理第56页
        5.2.2 有限元模型第56-57页
        5.2.3 拉索参数识别原理第57-58页
        5.2.4 实例应用第58-62页
    5.3 无模型参数识别第62-64页
        5.3.1 无模型计算精度第62-63页
        5.3.2 无模型多参数识别第63-64页
    5.4 本章小结第64-65页
第6章 实例分析第65-77页
    6.1 实例分析理论和基础第65-66页
    6.2 干溪沟大桥和海印大桥实桥动力测试第66-71页
        6.2.1 干溪沟大桥斜拉索频率测试第66-69页
        6.2.2 海印大桥斜拉索频率测试第69-71页
    6.3 四种方法分析结果及对比第71-76页
        6.3.1 拉索抗弯刚度及阻尼器的支撑刚度识别第71-73页
        6.3.2 各种方法的索力计算第73-74页
        6.3.3 索力计算结果分析第74-76页
    6.4 本章小结第76-77页
结论第77-79页
参考文献第79-82页
附录 A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录第82-83页
附录 B ANSYS 有限元命令流第83-84页
    B.1 拉索两端有限元动力分析ANSYS 命令流第83-84页
附录 C MATLAB 有限元程序源代码第84-89页
    C.1 考虑线形的拉索有限元程序第84-89页
        C.1.1 频率计算函数主程序代码第84-87页
        C.1.2 单元刚度矩阵程序代码第87-88页
        C.1.3 单元初应力矩阵程序代码第88页
        C.1.4 单元质量矩阵程序代码第88-89页
附录 D 干溪沟大桥动力测试信号图第89-94页
附录 E 海印大桥动力测试信号图第94-99页
致谢第99页
论文购买
论文编号ABS712877,这篇论文共99页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付29.7
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付49.5
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656