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薄壁箱梁振动分析的精细化建模方式研究

祝妍  
【摘要】:现阶段国家大兴土木,桥梁建设正在蓬勃发展,薄壁箱型截面在各种类型的桥梁中广泛应用。随着计算机软硬件技术的高速发展,桥梁结构的计算分析需考虑和能考虑的因素也越来越多,为使上述影响因素对桥梁振动的影响能被降到最小程度,论文基于这一目的,以薄壁箱梁理论为基础,辅以有限元方法,研究箱梁桥振动分析中被忽略掉的一些因素对其振动的影响。 论文探讨了一些新的单元形式以能够考虑剪切效应以及翘曲效应这些因素对箱梁桥振动特性的影响,编制了考虑剪切系数和约束扭转翘曲的计算桥梁结构动力特性的MATLAB程序,程序模块包括静力分析模块和动力分析模块,并通过算例验证了程序的准确性和实用性。 梁单元模型和实体模型计算薄壁箱梁桥的低阶频率的误差很小,在频率精度要求不高时,可以先优选梁单元模型。梁单元采用一致质量矩阵计算的固有频率的准确性比采用集中质量矩阵计算的固有频率高,进行结构的动力特性分析计入剪切效应和翘曲效应的影响后得到的结果更理想。考虑剪切效应会使结构的各阶频率降低,考虑翘曲效应后,结构的低阶频率增加,高阶频率增长的趋势变化缓慢。


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