弹性边界条件下斜拉索弯曲振动特性建模与索力分析

弹性边界条件下斜拉索弯曲振动特性建模与索力分析

论文摘要

针对斜拉索索力估算不准问题,提出一种基于伽辽金原理的弹性边界条件下拉索振动特性分析模型和索力估算分析方法.建立弹性约束边界的斜拉索弯曲振动预测模型,采用切比雪夫级数研究振型函数,推导拉索振动特征方程,通过虚位移原理构建有限个自由度系统,求解拉索振动前n阶固有频率和主振型,以精确计算拉索索力;对比分析已有文献解析求解的计算结果,验证在固支-固支、固支-简支两种经典边界条件下应用本文方法的有效性;改变拉索边界约束的拉伸刚度和扭转刚度,研究其对振动特性影响的变化规律;分析估算当拉索固有频率在±3%范围内变化时索力的变化情况.最后,搭建拉索振动试验平台,通过试验结果与计算结果对比验证本文方法的正确性.结果表明:当拉索边界为固支-固支时,估算索力最大误差为-7.83%~8.17%,当边界为固支-简支时,估算索力最大误差为-6.83%~6.69%,误差变化了-1.00%~1.48%.以上分析表明,应根据拉索两端的实际边界约束情况来计算相应的索力.

论文目录

  • 1 理论建模
  •   1.1 拉索振动方程与弹性支承边界
  •   1.2 基于伽辽金原理改进方法求解振动方程
  •   1.3 索力估算分析步骤
  • 2 数值计算与比较分析
  •   2.1 两端固支边界约束条件
  •   2.2 固支-简支边界约束条件
  •   2.3 固支-弹性边界约束条件
  •   2.4 两端弹性边界约束条件
  •   2.5 边界条件变化对固有频率的影响
  • 3 索力估算分析
  • 4 试验平台搭建与试验结果分析
  •   4.1 试验平台搭建
  •   4.2 试验结果及验证
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 闫伟,冯志敏,陈跃华,张刚,程鹏

    关键词: 伽辽金原理,切比雪夫级数,弹性边界,约束刚度,振动特性,索力分析

    来源: 宁波大学学报(理工版) 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 公路与水路运输

    单位: 宁波大学海运学院

    基金: 国家自然科学基金(51675286,51505237),宁波市自然科学基金(2017A610081,2017A610085),宁波大学王宽诚幸福基金

    分类号: U441

    页码: 72-80

    总页数: 9

    文件大小: 523K

    下载量: 127

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