波浪型斜拉索渦激振動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、橋梁在人們的生活中隨處可見(jiàn)，斜拉橋是一種由橋跨結(jié)構(gòu)、橋梁支座系統(tǒng)、斜拉索等部件組成。在斜拉橋設(shè)計(jì)、施工和使用過(guò)程中，斜拉索已成為制約斜拉橋使用壽命的關(guān)鍵因素。風(fēng)一旦吹過(guò)斜拉索的表面，它的尾流后面會(huì)出現(xiàn)周期性的渦結(jié)構(gòu)脫落，這種周期性的漩渦結(jié)構(gòu)的脫落會(huì)使斜拉索表面呈現(xiàn)縱向和橫向的非定常載荷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)激起振動(dòng)響應(yīng)。這種長(zhǎng)期的誘導(dǎo)振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致斜拉索的疲勞損壞，繼而發(fā)生災(zāi)難性事件，因此，對(duì)斜拉索渦致耦合振動(dòng)特性的研究具有十分重要的意義。
　　

2、課題組前期提出一種表面形狀沿展向呈余弦函數(shù)曲線變化的波浪型斜拉索，相比于傳統(tǒng)的斜拉索具有一定的減阻減振效果，本文主要針對(duì)高雷諾數(shù)下波浪型斜拉索渦激振動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。前期對(duì)波浪型斜拉索高雷諾數(shù)下靜止繞流進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，結(jié)果表明：當(dāng)Re=1×104時(shí)，波浪型斜拉索λ/D=2和λ/D=6均具有一定的減阻減振效果，其中λ/D=2,a/D=0.3和λ/D=6, a/D=0.15的阻力系數(shù)分別減小到了0.78和0.89，主要是由于波浪型斜拉索沿

3、展向周期性變化，形成更穩(wěn)定的三維剪切層，它改變了拉索表面壓力分布，抑制了渦脫的形成，從而具有減阻減振特性；在小風(fēng)洞里采用三分量力傳感器和眼鏡蛇探針對(duì)它的升阻力系數(shù)以及速度相關(guān)性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)波浪型斜拉索λ/D=2, a/D=0.15在Re=1×104□1×105里，阻力系數(shù)均比直斜拉索小，當(dāng)Re=1×104時(shí)最大減阻效果達(dá)到15.8％，同時(shí)它在Re=4×104時(shí)脈動(dòng)升力系數(shù)相比于直斜拉索也有所減小；最后本文進(jìn)一步對(duì)波浪型斜拉索進(jìn)行渦

4、激振動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究，主要采用熱線風(fēng)速儀、激光位移傳感器和煙線等實(shí)驗(yàn)方法，研究了在Re=6800□20480區(qū)域內(nèi)波浪型狀斜拉索渦致耦合振動(dòng)及頻率“鎖定”現(xiàn)象，并引入直斜拉索作為對(duì)比。實(shí)驗(yàn)表明：在相同的質(zhì)量比和阻尼比下，波浪型斜拉索λ/D=2, a/D=0.15、λ/D=6, a/D=0.075和直斜拉索同樣容易被誘導(dǎo)發(fā)生振動(dòng)，波浪型λ/D=2, a/D=0.15比波浪型λ/D=6, a/D=0.075的減振效果要好，和直斜拉索相比，誘導(dǎo)振動(dòng)