橋梁顫振氣動導(dǎo)數(shù)辨識的工況模態(tài)分析理論

橋梁斷面顫振導(dǎo)數(shù)的準確識別是橋梁空氣動力穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)，基本識別手段是通過風(fēng)洞試驗，從節(jié)段模型的振動信號中提取出顫振導(dǎo)數(shù)隨無量綱風(fēng)速變化的曲線；橋梁風(fēng)振屬于載荷與結(jié)構(gòu)耦合下受控主動反饋系統(tǒng)，這種特殊的控制不僅持續(xù)地改變了結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的參數(shù)，還深刻的改變了系統(tǒng)的動力學(xué)模型和特性，破壞了基于Lagrange理論和Maxwell互易律的基本條件，其阻尼和剛度矩陣不再保持對稱性，對應(yīng)于同一特征值的左右特征向 2100433B

出版說明

前言

第1章 緒論

1.1 大跨度橋梁的發(fā)展

1.2 橋梁顫抖振研究概況

1.2.1 顫 振

1.2.2 抖振

1.2.3 時域顫抖振

1.3 本書研究的內(nèi)容

第2章 橋梁斷面顫振導(dǎo)數(shù)的識別

2.1 顫振導(dǎo)數(shù)識別的修正最小二乘方法

2.1.1 分析模型

2.1.2 顫振導(dǎo)數(shù)識別方法

2.1.3 確定復(fù)頻率初始值

2.2 高風(fēng)速時顫振導(dǎo)數(shù)的非耦合識別方法2100433B

本書回顧了橋梁風(fēng)工程中顫振和抖振的研究概況，提出了橋梁斷面顫振導(dǎo)數(shù)識別的修正最小二乘方法等，建立了用于分析橋梁結(jié)構(gòu)氣動耦合顫振問題統(tǒng)一的多模態(tài)和全階方法，并證實了其可靠性和有效性，發(fā)展了用于大跨度橋梁耦合抖振響應(yīng)分析的有限元CQC方法，并總結(jié)了理論與方法以及實際應(yīng)用方面的研究成果，對今后進一步的研究與發(fā)展提出了合理的建議。

本書是一本橋梁風(fēng)工程領(lǐng)域的研究專著，可供橋梁工程教學(xué)與科研人員，以及橋梁抗風(fēng)設(shè)計和建造工程師們參考使用。

本書的研究工作由國家自然科學(xué)基金重大項目資助（編號59895410）。

大跨度橋梁的顫振分析是抗風(fēng)設(shè)計的主要依據(jù)，而風(fēng)場模擬和顫振導(dǎo)數(shù)識別是進行顫振分析的兩個前提條件。本項目在國家自然科學(xué)基金(512080155)資助下，進行了顫振分析、顫振導(dǎo)數(shù)識別以及風(fēng)場模擬三個方面的工作。主要內(nèi)容包括：研究了三種不同相干函數(shù)條件下模擬脈動風(fēng)的統(tǒng)計特征變化規(guī)律，對比分析了三種風(fēng)場模擬程序(諧波合成法、線性濾波法和特征正交分解法)的計算效率，研究結(jié)果表明：采用修正的指數(shù)表達式相干函數(shù)模擬的脈動風(fēng)具有負相關(guān)性，同時能較好解決譜密度矩陣不正定的問題；諧波合成法較為適合橋梁結(jié)構(gòu)的脈動風(fēng)場模擬。提出了識別顫振導(dǎo)數(shù)的思路簡單、適用性更廣的小波識別法；改進了識別顫振導(dǎo)數(shù)的隨機子空間法；編制了兩種方法的計算程序，并通過算例分析驗證了這些方法的有效性。發(fā)展了大跨度橋梁結(jié)構(gòu)氣動耦合顫振的雙模態(tài)和多模態(tài)分析方法，對幾座典型橋梁結(jié)構(gòu)進行了耦合顫振分析，通過不同方法分析結(jié)果與精確解或試驗結(jié)果之間的比較，驗證了其有效性。提出了另一種修正的分步分析法，與Matsumoto提出的修正分步分析法相比，物理意義更明確；利用其對幾種典型橋梁斷面的顫振機理進行了深入的研究，同時首次探索性地解釋了顫振后狀態(tài)顫振分支跳轉(zhuǎn)的原因。 2100433B