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《天津大学》 2007年
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索结构风振非线性动力学行为研究

何学军  
【摘要】: 索结构在结构工程中扮演着重要角色,被广泛用于斜拉桥、悬索桥、拉线塔以及其它大跨结构。由于索结构弹性大、结构阻尼较小,在动载荷——尤其是横向载荷作用下极易发生振动。对于暴露在自然环境下的承载索,风载荷往往会成为控制载荷。在轻风雨条件下,索结构也会产生持续的大幅振动。由于问题的复杂性,索结构在风雨形成机理仍然存在许多问题没有解决。风雨振是由水线存在诱发的流体——结构耦合作用引起的。索结构振动会影响人们舒适性、结构安全性,已成为工程亟待解决的问题之一。 本文开展了单自由度输电线路导线舞动问题研究,两个自由度索结构风雨振参数影响分析,周期混沌运动以及局部分岔动力学行为研究。具体包括如下几方面的研究内容: 1.利用计算流体力学Fluent软件以及平均法研究了单自由度索的舞动问题。首先利用Gambit软件建立D形索结构的仿真模型,根据流场特点详细划分网格。利用Fluent软件设置边界压强、流体属性等参数,得到了索结构周围流场压力分布曲线以及不同攻角的阻力系数和升力系数,利用多项式拟合得到阻力系数和升力系数与风攻角关系的表达式。建立了D形索结构的单自由度的运动微分方程,在数值计算方面,对系统进行数值求解,得到了系统的运动相图,结果表明系统运动收敛于稳定的极限环;在解析求解方面,利用平均法对系统进行了研究,得到了系统得一阶近似解,所得结果与实验情况和数值解吻合的较好。 2.建立了带有运动上水线的两个自由度索结构风雨振理论模型。利用符号代数语言Mathematica对系统进行数值分析。讨论了密度比、索结构阻尼、偏航角、水线固有频率等因素对系统运动的影响。结果表明密度比、索结构阻尼比是影响索结构风雨振振幅值的主要因素。同时得到了索结构和水线的运动相图和时间历程曲线,结果表明,在一定参数范围内,它们的运动为典型周期运动。 3.风雨振两个自由度运动微分方程是具有刚度耦合项的复杂形式,为了便于非线性动力学研究,首先对原系统进行刚度解耦,得到了标准形式的两自由度非线性动力系统。利用多尺度法对简化后的系统进行分析,得到了系统具有稳态解的条件,同时利用数值法得到了索结构、水线的运动相图以及幅值谱。通过对不同参数情况下系统的李雅普诺夫指数的计算,发现了该系统存在倍周期、概周期运动以及混沌运动现象。研究了各参数变化对系统的周期运动和混沌运动的影响。 4.利用多尺度方法直接研究了具有刚度耦合风雨振理论模型,得到了系统的具有高次非线性项的分岔方程。利用奇异性理论初步研究了索结构风雨振问题的局部分岔行为。得到了系统的大量的转迁集以及相应的分岔图。研究参数变化对分岔行为的影响。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU399

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【引证文献】
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1 唐艳;斜拉索风雨激励非线性动力学行为研究[D];长沙理工大学;2012年
2 朱湛;输电线路覆冰在线监测系统研究与实现[D];电子科技大学;2012年
【参考文献】
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1 朱宽军,尤传永,赵渊如;输电线路舞动的研究与治理[J];电力建设;2004年12期
2 王藏柱,张忠河;输电线路导线舞动的计算机仿真[J];电力情报;2001年01期
3 尤传永;导线舞动稳定性机理及其在输电线路上的应用[J];电力设备;2004年06期
4 王修勇,陈政清,高赞明,倪一清;磁流变阻尼器对斜拉索振动控制研究[J];工程力学;2002年06期
5 陈水生,孙炳楠;斜拉桥拉索模态耦合非线性共振响应特性[J];工程力学;2003年01期
6 李寿英;顾明;陈政清;;准运动水线三维连续弹性拉索风雨激振理论模型[J];工程力学;2007年06期
7 苑吉河,蒋兴良,易辉,孙才新,谢述教;输电线路导线覆冰的国内外研究现状[J];高电压技术;2004年01期
8 赵作利;输电线路导线舞动及其防治[J];高电压技术;2004年02期
9 王少华,蒋兴良,孙才新;输电线路导线舞动的国内外研究现状[J];高电压技术;2005年10期
10 禹见达;陈政清;王修勇;曹宏;;磁流变阻尼器与拉索振动控制研究[J];功能材料;2006年05期
【共引文献】
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1 徐洪涛;苑敏;蒲焕玲;廖海黎;;大跨钢桁加劲梁气动弹性模型的设计方法[J];四川建筑科学研究;2009年02期
2 杨咏漪;廖海黎;李永乐;;黄浦南汊桥风致抖振疲劳频域分析[J];四川建筑科学研究;2009年03期
3 陶奇;郑史雄;;尺寸效应对节段模型涡激振动参数的影响[J];四川建筑科学研究;2009年05期
4 鲜荣;廖海黎;朱超;;一维钝体竖向涡激振动拍振响应及涡激力识别[J];四川建筑科学研究;2011年03期
5 李永乐;安伟胜;赵彤;王妍;;带水路斜拉索气动特性的CFD模拟研究[J];四川建筑科学研究;2011年05期
6 浦劲松;王振华;田新华;;弹性预张及复合阻尼系统防治导线风偏及振动[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年01期
7 吕玉祥;周瑜;;基于输电线路导线悬点倾角与张力估算覆冰重量模型[J];安徽电力;2009年01期
8 王金霆;;用摄动法解物理摆的振动周期[J];安徽工学院学报;1987年01期
9 董朝文;李骊;;阻尼系统的非线性振动[J];安徽工学院学报;1993年04期
10 周绍毅;苏志;李强;;广西导线覆冰的特征及其气候成因研究[J];安徽农业科学;2010年21期
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1 石立群;陈自力;石立君;马傲玲;;斜拉桥的索-桥面耦合振动非线性分析[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 孙艺瑕;徐鉴;;一类两自由度分段线性系统的时滞反馈控制[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
3 张根辈;臧朝平;;通过振动测试识别非线性参数的几个问题[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
4 侯磊;陈予恕;;输电线路导线舞动研究综述[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
5 马锐;陈予恕;;齿轮裂纹故障的非线性机理研究[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
6 王晓东;曹庆杰;陈予恕;;干摩擦作用下双边约束SD振子的初值问题[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
7 秦朝红;展雪萍;陈予恕;刘彬;朱宽军;;一种防舞器的防舞效果评估[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
8 郝颖;吴志强;;双线性滞后系统减振分析[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
9 冯晶晶;张琪昌;王炜;;二维非线性振动系统同异宿轨道的类Pade逼近方法[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
10 袁小钦;张素侠;刘习军;;桥梁减振技术的发展现状和趋势[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
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1 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 戚增坤;突变控制机制及其在船舶非线性横摇运动中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 刘文静;LRB隔震桥梁的可靠性与等效线性化方法研究[D];华中科技大学;2010年
4 王栋;随机与混沌神经放电节律的时间序列分析[D];陕西师范大学;2010年
5 陈海卫;波轮式全自动洗衣机脱水振动与抑制机理的研究[D];江南大学;2010年
6 贾红艳;混沌与超混沌系统模型分析及模拟电路研究[D];南开大学;2010年
7 赵明;斜拉索随机最优主动/半主动控制[D];浙江大学;2011年
8 李雨桐;并联机构运动奇异性及其动态稳定性研究[D];浙江大学;2010年
9 施俊侠;工作转速下大型转子系统碰摩二次故障耦合振动特性的研究[D];太原理工大学;2011年
10 陈刚;覆冰在绝缘子上的形成机理及其防范措施[D];沈阳工业大学;2011年
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1 王春磊;输送石灰石悬索桥钢索塔抗风性能研究[D];山东科技大学;2010年
2 王珺;山区风特性参数与自锚式悬索桥的静风稳定性研究[D];山东科技大学;2010年
3 董涛;生物基因调控系统和钙离子振荡体系的动力学行为研究[D];广西师范学院;2010年
4 于品德;薄壁高墩公路梁桥结构力学性能分析[D];郑州大学;2010年
5 刘华艳;耦合混沌系统广义同步研究[D];郑州大学;2010年
6 田海燕;静电除尘器阳极振打系统的非线性分析[D];郑州大学;2010年
7 王建勋;4200立辊轧机主传动系统扭振研究[D];郑州大学;2010年
8 李冰;悬索管道桥的静动力及抖振分析[D];大连理工大学;2010年
9 冯超;输电塔—线体系覆冰荷载下的断线分析及分灾研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 伍智华;电力线路冰厚测量及融冰方法研究[D];长沙理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 吕玉祥;周瑜;;基于输电线路导线悬点倾角与张力估算覆冰重量模型[J];安徽电力;2009年01期
2 赵永生;王富荣;赵德奎;张鹏远;;电网覆冰事故分析及应对措施[J];电工技术;2009年04期
3 韩军科;杨靖波;杨风利;;500kV酒杯塔覆冰破坏形态分析[J];电力建设;2009年11期
4 杨方;孙荣富;程林;孙元章;;基于恶劣气候条件的抗灾型电力系统规划[J];电力系统自动化;2009年21期
5 蒋兴良;林锐;张志劲;胡琴;孙才新;;覆冰交流输电线路保线电流及其影响因素分析[J];电网技术;2009年19期
6 陈水生,孙炳楠;斜拉桥拉索模态耦合非线性共振响应特性[J];工程力学;2003年01期
7 刘习军;李强;刘振宇;徐景满;贾启芬;;MR阻尼器在风雨激振的斜拉索中的减振应用[J];工程力学;2007年09期
8 阳林;郝艳捧;黎卫国;李昭廷;戴栋;李立浧;罗兵;朱功辉;;输电线路覆冰与导线温度和微气象参数关联分析[J];高电压技术;2010年03期
9 马国明;李成榕;蒋建;全江涛;程养春;;温度对线路覆冰监测光纤光栅倾角传感器性能的影响[J];高电压技术;2010年07期
10 黄新波;程荣贵;贺含峰;;输电线路融冰过程监测系统的设计与实现[J];高压电器;2009年06期
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1 王少华;输电线路覆冰导线舞动及其对塔线体系力学特性影响的研究[D];重庆大学;2008年
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1 王霞;斜拉桥拉索系统风致振动的研究[D];天津大学;2005年
2 牛春节;高压架空输电线路可靠性评估方法的研究[D];华北电力大学(北京);2008年
3 李海宇;高压输电线路运行状态评估系统后台开发[D];华北电力大学(北京);2008年
4 韩立章;高压输电线路运行状态监测技术方法研究[D];华北电力大学(北京);2008年
5 李雪;高压输电塔—线体系气象条件致灾因素分析[D];大连理工大学;2008年
6 陈义生;红外线轴温探测系统的应用研究[D];西南交通大学;2008年
【二级参考文献】
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1 周迪,黄素逸;覆冰导线风动脱冰研究[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2002年02期
2 王修勇,何旭辉,陈政清;斜拉索-阻尼器系统的动力特性分析[J];长沙铁道学院学报;2001年04期
3 陈政清,柳成荫,倪一清,王修勇,伏晓宁;洞庭湖大桥拉索风雨振中的风场参数[J];铁道科学与工程学报;2004年01期
4 周强,瞿伟廉;磁流变阻尼器的两种力学模型和试验验证[J];地震工程与工程振动;2002年04期
5 尤传永;;导线舞动的扭转机理与失谐摆[J];电力建设;1989年11期
6 马建国;湖北省电网导线舞动区域划分[J];电力建设;1999年05期
7 朱宽军,尤传永,赵渊如;输电线路舞动的研究与治理[J];电力建设;2004年12期
8 廖祥林;导线覆冰性质分类和密度浅析[J];电力建设;1994年09期
9 卢明良,尤传永;架空输电线路分裂导线舞动的非线性分析[J];电力建设;1994年S1期
10 杨树林;四川西部及西南部导线覆冰问题分析[J];电力勘测;1997年04期
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1 王修勇;斜拉桥拉索振动控制新技术研究[D];中南大学;2002年
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1 王连华;斜拉索的非线性动力学分析[D];湖南大学;2001年
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3 苟向锋;罗冠炜;谢金玲;;外加激励法控制初轧机系统的混沌[J];兰州交通大学学报;2009年06期
4 苟向锋,罗冠炜;机械式离心调速器系统混沌的非线性反馈反控制[J];中国机械工程;2005年15期
5 孔令勇;岳宝增;;带章动阻尼器航天器的非线性动力学分析[J];商丘师范学院学报;2007年06期
6 曹军义;谢航;蒋庄德;;分数阶阻尼Duffing系统的非线性动力学特性[J];西安交通大学学报;2009年03期
7 何学军;张琪昌;赵德敏;;索结构风雨振的周期运动及混沌运动动力学[J];吉林大学学报(工学版);2009年03期
8 张晓芳;陈章耀;毕勤胜;;非线性电路通向混沌的演化过程[J];物理学报;2010年05期
9 赵文礼;周晓军;;二自由度含间隙碰撞振动系统的分岔与混沌[J];浙江大学学报(工学版);2006年08期
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1 曹东兴;张伟;范金红;;悬臂梁倍周期分叉和混沌运动的实验研究[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
2 丁虎;陈立群;;轴向变速黏弹性梁的非线性动力学行为[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年
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4 张伟;张红星;刘彦琦;;传动带非线性振动实验研究[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
5 曹东兴;张伟;姚明辉;范金红;;轴向激励悬臂梁非平面振动的实验研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年
6 杜度;张纬康;;海洋生产平台系泊运动中的倍周期分岔与混沌响应研究[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年
7 秦卫阳;王红瑾;任兴民;;非线性恢复力耦合的振动系统同步与参数识别[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
8 郭翔鹰;张伟;姚明辉;陈丽华;;复合材料层合板的混沌运动分析[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年
9 王炜;张琪昌;;一类三维PID控制系统的Shilnikov类型Smale马蹄混沌[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
10 刘利琴;唐友刚;李红霞;;横浪中船舶的随机混沌运动[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
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1 张毅刚;建筑索结构的概念、类型与发展[N];中国建设报;2011年
2 曹霁阳;黑龙江省品牌舞动产业“龙”头[N];中华合作时报;2001年
3 徐中东;舞动“龙头”活“龙身”[N];人民公安报;2001年
4 高德军;如何让“1+1”大于2[N];中国航空报;2001年
5 本报记者 夏桂廉 吕慎;龙尾正在舞动[N];光明日报;2002年
6 孙景峰;齐齐哈尔 舞动绿色龙头[N];经济日报;2000年
7 谢定全 梁凤英;营销“龙身”如何舞动?[N];中华建筑报;2002年
8 高永峰;税收杠杆再次舞动 娱乐行业何去何从[N];江苏经济报;2001年
9 本报记者 刘亚东;五大洲民间艺术舞动西安[N];中国文化报;2001年
10 吴道锷;龙头舞动产业链[N];福建日报;2000年
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1 何学军;索结构风振非线性动力学行为研究[D];天津大学;2007年
2 姚志刚;压电复合材料结构的复杂非线性动力学与控制的研究[D];北京工业大学;2009年
3 郑志刚;从少体系统到多体系统:动力学和统计力学[D];北京师范大学;1997年
4 乐源;多自由度碰撞振动系统的对称性、分岔与混沌研究[D];西南交通大学;2008年
5 杨阳;板壳的磁弹性与流体弹性问题的混沌运动分析[D];燕山大学;2010年
6 谢文会;铰接塔平台非线性动力特性研究[D];天津大学;2007年
7 刘力军;基于跟驰模型的交通流分岔与混沌研究[D];天津大学;2007年
8 姜宗福;半导体中场畴混沌运动的理论模型[D];北京师范大学;1991年
9 刘金龙;岩土应变局部化的有限单元理论与应用[D];武汉大学;2005年
10 王少华;输电线路覆冰导线舞动及其对塔线体系力学特性影响的研究[D];重庆大学;2008年
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1 皇甫玉高;一类悬臂梁系统的擦边分岔分析[D];广西大学;2008年
2 董光平;汽车风振噪声机理及控制研究[D];湖南大学;2012年
3 殊海燕;带有滞回的接触系统非线性动力学分析方法和稳定性研究[D];西安理工大学;2010年
4 钟晓波;气浮轴承支持的复杂转子系统非线性动力学行为分析[D];江苏大学;2008年
5 赵明成;考虑运动副间隙的翅翼机构混沌运动及其控制研究[D];西南交通大学;2010年
6 张登材;冗余度机器人机构中的混沌及其控制[D];西南交通大学;2004年
7 张艳龙;多自由度冲击振动系统的周期运动和分岔[D];兰州交通大学;2006年
8 吴浩;可倾瓦滑动轴承—转子系统非线性动力学特性分析[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 陈锋;索结构流固耦合风振响应分析[D];上海交通大学;2010年
10 王春妮;热—机载荷作用下大挠度梁的动力稳定性分析[D];兰州理工大学;2008年
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