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基于阻尼器与斜拉索耦合作用的试验研究

作　者: 石秀军
导　师: 李惠
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 斜拉索振动控制粘滞阻尼器磁流变阻尼器弹簧耦合作用
分类号: U441.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

斜拉索是小阻尼柔性结构,在风、雨荷载,在桥面、桥塔的振动作用下,或是在上述因素的共同作用下会发生各种不同机制的振动,容易造成斜拉索的损坏和严重的突发事故,因此目前大跨度斜拉桥斜拉索的振动控制已成为桥梁工程领域研究的热点。采用在斜拉索上安装机械阻尼器的方法可以有效的减小斜拉索的振动。由于斜拉索的柔性,在斜拉索的振动过程中阻尼器与斜拉索发生相互耦合作用,这种相互耦合作用可能改变阻尼器的出力特性。本文主要为了研究阻尼器与斜拉索耦合作用而进行了相关试验研究,主要研究内容如下:首先,完成了五个阻尼器的动力性能试验,并对试验结果进行了分析;根据试验结果优化拟合了粘滞阻尼器和磁流变阻尼器各自阻尼力力学模型的参数,并将优化拟合结果与试验结果进行了比较分析。其次,设计完成了粘滞阻尼器和磁流变阻尼器分别与弹簧串联的试验,将阻尼器与弹簧串联系统试验结果与阻尼器性能试验结果进行了比较分析,分析了串联弹簧刚度对串联系统阻尼力位移曲线的影响;建立了阻尼器与弹簧串联系统理论计算模型,并将理论计算结果和相应试验结果进行了对比分析。最后,进行了将小型粘滞阻尼器安装在模型斜拉索不同位置处的斜拉索-粘滞阻尼器控制体系的被动控制试验研究,并对试验结果进行了分析,比较了在斜拉索两个不同位置处安装粘滞阻尼器时的控制效果;并对在斜拉索两个不同位置处安装粘滞阻尼器时的粘滞阻尼器与斜拉索耦合作用试验结果曲线进行了对比分析研究。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-20
  1.1 课题背景和意义  10-12
  1.2 斜拉索振动控制的研究现状  12-15
    1.2.1 空气动力方法  12
    1.2.2 辅助索  12-13
    1.2.3 结构振动控制  13-15
  1.3 阻尼器概述  15-18
    1.3.1 粘滞阻尼器  15-17
    1.3.2 磁流变阻尼器  17-18
  1.4 阻尼器与斜拉索耦合作用研究现状  18-19
  1.5 本文研究内容  19-20
第2章粘滞阻尼器及磁流变阻尼器性能试验研究  20-50
  2.1 引言  20
  2.2 阻尼器性能试验概况  20-22
    2.2.1 试验用阻尼器简介  20-21
    2.2.2 试验工况  21-22
  2.3 粘滞阻尼器性能试验  22-28
    2.3.1 Taylor 粘滞阻尼器性能试验结果分析  22-25
    2.3.2 国产粘滞阻尼器性能试验结果分析  25-28
  2.4 粘滞阻尼器阻尼力模型及回归分析  28-32
    2.4.1 粘滞阻尼器阻尼力模型  28-29
    2.4.2 粘滞阻尼器3 阻尼力回归分析  29-32
  2.5 磁流变阻尼性能试验  32-39
    2.5.1 磁流变阻尼器1 性能试验结果分析  32-35
    2.5.2 磁流变阻尼器2 性能试验结果分析  35-39
  2.6 磁流变阻尼器阻尼力模型及回归分析  39-48
    2.6.1 磁流变阻尼器阻尼力模型  39-43
    2.6.2 磁流变阻尼器2 阻尼力回归分析  43-48
  2.7 本章小结  48-50
第3章阻尼器与弹簧串联系统试验研究  50-74
  3.1 引言  50
  3.2 阻尼器与弹簧串联系统试验概况  50-52
    3.2.1 试验用弹簧设计  50-51
    3.2.2 试验概述  51-52
  3.3 粘滞阻尼器与弹簧串联系统试验  52-59
    3.3.1 Taylor 粘滞阻尼器2 与弹簧串联系统试验结果分析  52-54
    3.3.2 粘滞阻尼器3 与弹簧串联系统试验结果分析  54-59
  3.4 粘滞阻尼器3 与弹簧串联系统阻尼力理论分析  59-66
    3.4.1 粘滞阻尼器3 与弹簧串联系统阻尼力理论模型  59-61
    3.4.2 粘滞阻尼器3 与弹簧串联系统理论模型结果与试验结果对比分析  61-66
  3.5 磁流变阻尼器与弹簧串联系统试验  66-70
  3.6 磁流变阻尼器2 与弹簧串联系统阻尼力理论分析  70-73
    3.6.1 磁流变阻尼器2 与弹簧串联系统阻尼力理论模型  70-71
    3.6.2 磁流变阻尼器2 与弹簧串联系统理论模型结果与试验结果对比分析  71-73
  3.7 本章小结  73-74
第4章考虑粘滞阻尼器与斜拉索耦合作用的斜拉索-粘滞阻尼器控制体系试验研究  74-88
  4.1 引言  74
  4.2 斜拉索-粘滞阻尼器控制体系的数学模型  74-76
    4.2.1 无垂度斜拉索平面内横向运动方程  74-76
    4.2.2 粘滞阻尼器力学模型  76
  4.3 试验研究  76-84
    4.3.1 斜拉索模型概况  76
    4.3.2 斜拉索-粘滞阻尼器控制体系  76-78
    4.3.3 无控斜拉索动力特性  78-79
    4.3.4 粘滞阻尼器的性能试验  79-80
    4.3.5 斜拉索-粘滞阻尼器控制体系试验  80-84
  4.4 粘滞阻尼器与斜拉索耦合作用试验现象分析  84-87
  4.5 本章小结  87-88
结论  88-89
参考文献  89-93
攻读学位期间发表的学术论文及其他成果  93-95
致谢  95

基于阻尼器与斜拉索耦合作用的试验研究

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