影響主梁渦激共振試驗結(jié)果的因素及其機(jī)理研究

前言

第1章緒論

1．1橋梁的風(fēng)致振動

1．1．1顫振

1．1．2抖振

1．1．3馳振

1．1．4渦激共振

1．2橋梁渦激共振的基本理論

1．3橋梁渦激共振的研究現(xiàn)狀

1．3．1氣動外形

1．3．2來流攻角

1．3．3雷諾數(shù)

1．3．4紊流強(qiáng)度

1．4本書的研究意義及主要工作

1．4．1研究意義

1．4．2主要工作

1．5本書的技術(shù)路線及主要創(chuàng)新點

i．5．1技術(shù)路線

1．5．2主要創(chuàng)新點

第2章試驗研究

2．1風(fēng)洞試驗

2．1．i風(fēng)洞試驗內(nèi)容

2．1．2風(fēng)洞試驗中的相似準(zhǔn)則

2．2試驗?zāi)康?

2．2．1渦激共振的攻角效應(yīng)

2．2．2渦激共振的雷諾數(shù)效應(yīng)

2．2．3渦激共振的跨向相關(guān)

2．2．4渦激共振的風(fēng)場效應(yīng)

2．3試驗?zāi)Ｐ?

2．3．1試驗?zāi)Ｐ鸵?

2．3．2試驗?zāi)Ｐ投?

2．4試驗內(nèi)容

2．4．1試驗工況

2．4．2試驗內(nèi)容

2．5本章小結(jié)

第3章 渦激共振的攻角效應(yīng)

3．1概述

3．2振幅與風(fēng)速關(guān)系

3．3扭矩時程

3．4扭矩相關(guān)系數(shù)

3．5表面壓力分布

3．5．1邊界層與邊界層分離

3．5．2表面壓力分布特性

3．6頻譜

3．6．1振動頻譜

3．6．2壓力功率譜

3．7斯脫羅哈數(shù)

3．8本章小結(jié)

第4章 渦激共振的雷諾數(shù)效應(yīng)

4．1概述

4．2雷諾數(shù)效應(yīng)的定義

4．3扭轉(zhuǎn)渦激共振的雷諾數(shù)效應(yīng)

4．3．1振幅與風(fēng)速關(guān)系

4．3．2振動頻譜

4．3。3扭矩時程

4．3．4點扭矩與總扭矩的相關(guān)性

4．3．5測點脈動壓力功率譜

4．3．6表面眶力分布

4．4豎彎渦激共振的雷諾數(shù)效應(yīng)

4．4．1振幅與風(fēng)速關(guān)系

4．4．2振動頻譜

4．4．3升力時程

4．4．4點升力與總升力的相關(guān)性

4．4．5測點脈動壓力功率譜

4．4．6表面壓力分布

4．5本章小結(jié)

……

第5章渦激共振的跨向相關(guān)

第6章渦激共振的風(fēng)場效應(yīng)

第7章結(jié)論與展望

參考文獻(xiàn)

本書針對橋梁渦激共振風(fēng)洞試驗結(jié)果與實橋觀測結(jié)果存在不一致的現(xiàn)象開展研究。研究了類流線型橋梁斷面在不同風(fēng)攻角下的渦激響應(yīng)；通過改變模型縮尺比來改變雷諾數(shù)大小，研究類流線型橋梁斷面及帶挑臂斷面渦激響應(yīng)的雷諾數(shù)效應(yīng)；研究風(fēng)洞試驗中模型的尺寸大小對渦振響應(yīng)結(jié)果的影響；利用格柵形成紊流場，研究均勻流場中渦振響應(yīng)與紊流場中渦振響應(yīng)的差異。

《審計質(zhì)量的影響因素及其形成機(jī)理的博弈研究:基于制度經(jīng)濟(jì)學(xué)視角》根據(jù)實證研究結(jié)果和相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)論，提出了完善審計質(zhì)量控制機(jī)制的建議。

假若構(gòu)件的自振頻率與漩渦的發(fā)放頻率相接近就會使結(jié)構(gòu)發(fā)生共振破壞，這種現(xiàn)象容易發(fā)生在高聳結(jié)構(gòu)物上，因此這種渦激振動是極其有害的，需采取措施阻止它的發(fā)生。一般可采取兩方面措施：一是對于構(gòu)件進(jìn)行剛性加固，或者增大尺度提高其剛度，改變構(gòu)件的自振頻率，避免它與漩渦發(fā)放頻率相接近；二是想辦法改變構(gòu)件后的尾流場，破壞尾流場漩渦的規(guī)律性泄放，如在結(jié)構(gòu)上安裝螺旋線立板和改變結(jié)構(gòu)截面形狀等。

本項目主要針對橋梁結(jié)構(gòu)有關(guān)的風(fēng)致渦激共振響應(yīng)及渦激力特性進(jìn)行了研究，屬于土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。研究過程綜合應(yīng)用了節(jié)段模型自由振動試驗、強(qiáng)迫振動試驗、氣動彈性模型風(fēng)洞試驗等試驗技術(shù)和CFD數(shù)值模擬手段，取得了如下主要成果： （1）通過節(jié)段模型自由振動風(fēng)洞試驗研究了矩形斷面、H型斷面、邊主梁斷面等多種橋梁構(gòu)件截面的渦激振動性能，研究了氣動外形、雷諾數(shù)、Scruton數(shù)、頻率比等參數(shù)對渦激振動特性的影響，并選取矩形斷面進(jìn)行了節(jié)段模型強(qiáng)迫振動和氣動彈性模型試驗研究，比較了不同試驗方式對應(yīng)的渦激振動響應(yīng)特性的差異。 （2）選擇了矩形和邊主梁截面的四種典型斷面進(jìn)行了CFD分析，從微觀上研究了氣流經(jīng)過斷面之后的旋渦脫落特性，并通過模型在靜止?fàn)顟B(tài)、自由振動狀態(tài)和強(qiáng)迫振動狀態(tài)的試驗結(jié)果對比研究了渦激振動產(chǎn)生的渦脫力、包含自激力的渦激力、運動位移的頻率特性以及力和位移之間的相位關(guān)系。 （3）研究了尾流振子模型和經(jīng)驗?zāi)Ｐ蛢深悳u激力模型，通過實例1/6矩形斷面的試驗數(shù)據(jù)考察了常用的Scanlan非線性經(jīng)驗渦激力模型，發(fā)現(xiàn)識別參數(shù)對模型系統(tǒng)的依賴性很強(qiáng)，很難把識別結(jié)果推廣應(yīng)用； （4）通過拉條模型研究了渦激振動的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)渦激共振發(fā)生后渦激力沿跨向的相關(guān)性顯著增強(qiáng)，并提出了多點支撐彈性連續(xù)梁模型進(jìn)行渦激振動特性的研究； （5）基于Tamura渦激力模型提出了橋梁矩形構(gòu)件的三維渦振響應(yīng)分析方法并與試驗結(jié)果進(jìn)行了對比，驗證了其可行性； （6）通過實例對比研究了5種主要的渦激力模型對應(yīng)的渦激共振幅值估算方法，發(fā)現(xiàn)對于簡單的橋梁構(gòu)件Ruscheweyh估算方法的精度最高，但是用于估算橋梁結(jié)構(gòu)的渦振響應(yīng)偏差很大； （7）基于26組試驗數(shù)據(jù)擬合得到了寬高比0.5 2100433B