本文研究了斜拉索在风致涡激振动下的非线性动力学响应。首先,基于Hamilton原理推导斜拉索运动方程,采用改进的Van der Pol尾流振子描述风荷载作用,建立了均匀流下斜拉索涡激振动流固耦合非线性动力学模型。运用Galerkin方法将偏微方程...
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本文研究了斜拉索在风致涡激振动下的非线性动力学响应。首先,基于Hamilton原理推导斜拉索运动方程,采用改进的Van der Pol尾流振子描述风荷载作用,建立了均匀流下斜拉索涡激振动流固耦合非线性动力学模型。运用Galerkin方法将偏微方程组离散为常微分方程组。通过多尺度摄动方法得到一阶主共振下的幅频响应曲线。数值计算结果表明:建立的流固耦合动力学模型能准确描述斜拉索发生涡激振动时的锁定现象,耦合系统响应振幅在风速逐渐增大和减小的方向上分别发生两次鞍结分岔。对振动系统进行参数分析,结果表明:增大拉索阻尼能减小最大振幅和共振区间,但不会改变锁频区间。在同参数下,拉索的垂度越小,最大振幅和共振区间越小。拉索的最大振幅随初始升力系数的增大而增大,随质量比的增大而减小。最后研究了Van der Pol经验参数对耦合系统振动的影响,研究表明:增大耦合系数(N)能加强流体和拉索的相互作用,导致振幅和共振区间增大,Van der Pol参数(s)对系统稳定性有影响。
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