橋梁結(jié)構(gòu)抖振響應(yīng)分析的變?cè)隽繏哳l算法研究.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)的抖振響應(yīng)分析，有頻域和時(shí)域兩大類分析方法。頻域法在模態(tài)分解法的基礎(chǔ)上，運(yùn)用隨機(jī)振動(dòng)理論求解橋梁結(jié)構(gòu)在脈動(dòng)風(fēng)作用下的抖振響應(yīng)。該方法具有計(jì)算簡便、概念清晰、計(jì)算費(fèi)用少等諸多優(yōu)點(diǎn)，長期以來在工程界中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來發(fā)展的用于大跨度橋梁耦合抖振響應(yīng)分析的CQC方法，考慮了多模態(tài)及模態(tài)耦合效應(yīng)對(duì)橋梁抖振響應(yīng)的影響，是一種精細(xì)的抖振計(jì)算方法。在CQC法進(jìn)行抖振分析過程中，計(jì)算響應(yīng)功率譜矩陣和對(duì)模態(tài)進(jìn)行數(shù)值積分的計(jì)算工作十分耗時(shí)。

2、頻域法隨機(jī)振動(dòng)分析是很多其他研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)，這一確定性算法是一些參數(shù)化的算法如風(fēng)致疲勞及可靠度問題的核心基礎(chǔ)。在這些問題中這一計(jì)算過程，隨著概率參數(shù)的變化，本已經(jīng)比較耗時(shí)的分析過程可能需要反復(fù)進(jìn)行成千上萬次。因此，計(jì)算效率的改進(jìn)具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用價(jià)值。本文從數(shù)值積分的基本理論出發(fā)，結(jié)合大跨度橋梁耦合抖振響應(yīng)具體的分析過程，提出了大跨度橋梁結(jié)構(gòu)抖振響應(yīng)分析的變?cè)隽繏哳l算法，經(jīng)實(shí)例證實(shí)可以有效地提高頻域法的計(jì)算效率。論文的主要工作如下:

3、r>　　 (1)介紹了自然風(fēng)特性及其對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的作用。簡要的回顧了半個(gè)世紀(jì)以來人類對(duì)風(fēng)致橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)的主要研究成果。
　　 (2)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)抖振響應(yīng)頻域分析法進(jìn)行了總結(jié)。由橋梁結(jié)構(gòu)抖振的隨機(jī)性強(qiáng)迫振動(dòng)本質(zhì)著手，首先推導(dǎo)了隨機(jī)振動(dòng)的頻域求解過程，然后從是否考慮模態(tài)耦合效應(yīng)兩方面詳細(xì)介紹了大跨度橋梁結(jié)構(gòu)抖振響應(yīng)的頻域求解理論，最后簡要的介紹了一下抖振反應(yīng)譜理論。
　　 (3)對(duì)變?cè)隽繏哳l算法的頻率增量變化機(jī)制進(jìn)行了研究。鑒

4、于傳統(tǒng)頻域法采用等增量掃頻方式計(jì)算抖振響應(yīng)計(jì)算效率低下的問題，本文基于完全二次組合的CQC法探討一種準(zhǔn)確高效的抖振響應(yīng)求解算法，提出采用變?cè)隽繏哳l的方式進(jìn)行求解;從原始的數(shù)值積分理論著手，提出曲率步長控制法，并對(duì)該算法的效率進(jìn)行實(shí)例分析;在前期的實(shí)例探索的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際抖振分析的過程，提出適合大跨度橋梁抖振響應(yīng)求解的掃頻增量變化機(jī)制，并依照此算法編制計(jì)算程序。
　　 (4)結(jié)合實(shí)例對(duì)變?cè)隽繏哳l算法的計(jì)算效率進(jìn)行了研究。以我國某