懸掛結構的非光滑模型建立.pdf

1、對于懸掛式懸索結構，事實表明，在外激勵作用下，下部懸掛結構可能會發(fā)生飄浮，致使部分聯系吊索發(fā)生松弛現象。如 1963 年瑞典 Villars 的車站大廳，懸索屋蓋在風荷載作用下，發(fā)生像手風琴一樣的皺折。模型試驗發(fā)現，在不對稱荷載作用下，部分聯系吊索發(fā)生松弛，這被認為是屋蓋風振破壞的機理之一。 由于索結構只承受張力，松弛情況下索對結構不起約束作用，因此，將吊索作為一類單向約束考慮更符合實際。吊索考慮為單向約束，具有非光滑性，從而

2、整個結構成為非光滑非線性的動力系統(tǒng)。對于具有 s 根吊索的懸掛結構，每一瞬時可能產生的約束有 2s 種，而其中只有一種為真實發(fā)生，研究結構動力特性的關鍵在于確定每一步真實發(fā)生的約束情況。 基于以上理論，本文分別以 (1) 下部懸掛結構型式為梁的簡單懸掛結構；(2)下部懸掛結構型式為二維的懸掛屋蓋結構為研究對象進行討論。 本文先以簡單懸掛結構為研究對象，(a) 對結構下部有外支座約束和無外支座約束兩種情況，分別建立非光滑動力

3、學模型；(b) 為了在可能產生的約束條件中確定真實發(fā)生的約束組合，本文將單向約束問題等價為優(yōu)化決策問題，再發(fā)展為神經網絡決策手段；(c) 對基本的龍格一庫塔法進行修改，提出適用于單向約束系統(tǒng)的數值方法，并編制 Matlab 程序，求解結構動態(tài)響應。 算例結果指出，(a) 當模型結構發(fā)生松弛現象，對于吊索軸向張力，如不考慮非光滑性，將出現張力為負，不符合實際的情況；(b) 整體結構頻率隨著吊索約束數的減少而減??；當整體結構頻率

4、出現等于零的情況時，結構會出現失穩(wěn)現象；(c) 改變結構下部外約束條件，非光滑性對結構造成的影響將發(fā)生變化。 其次，對于懸掛屋蓋結構，(a) 將簡單懸掛結構的非光滑動力學模型，以及所建立的神經網絡算法，推廣到下部懸掛結構型式為二維的懸掛屋蓋結構；(b) 運用編制的 Matlab 程序，對結構進行數值研究。 算例分析結果表明，(a) 如不考慮非光滑性，吊索的軸向張力在吊索發(fā)生松弛現象時，將出現負值，這不符合實際；(b) 代表性