周期多跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)局部化問題.pdf

1、周期結(jié)構(gòu)在土木建筑、航空、橋梁等工程中應(yīng)用廣泛。理想周期結(jié)構(gòu)具有‘通帶’和‘禁帶’特性，而實(shí)際工程結(jié)構(gòu)不可避免地同理想周期結(jié)構(gòu)之間存在一定的偏差，即為失諧。當(dāng)結(jié)構(gòu)中存在失諧時(shí)，即使振動(dòng)頻率處于理想周期結(jié)構(gòu)的‘通帶’內(nèi)，也會(huì)產(chǎn)生衰減而不能傳遍整個(gè)結(jié)構(gòu)，發(fā)生振動(dòng)局部化現(xiàn)象。局部化破壞了周期結(jié)構(gòu)模態(tài)的規(guī)則性，在外激勵(lì)下會(huì)使結(jié)構(gòu)某些部位的響應(yīng)幅值過大，產(chǎn)生能量積聚，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞破壞。因而分析失諧周期結(jié)構(gòu)的振動(dòng)局部化問題具有重要的理論及現(xiàn)

2、實(shí)意義，可以為重要子結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制和減振設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 本文主要研究了周期多跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)局部化問題：首先，討論了Euler-Bernoulli梁中的振動(dòng)局部化現(xiàn)象。分別考慮了單耦合和雙耦合兩種情況下跨長(zhǎng)失諧、剛度失諧及耦合剛度對(duì)局部化因子的影響，并對(duì)兩種情況進(jìn)行了比較。同時(shí)也考慮了當(dāng)結(jié)構(gòu)中存在阻尼時(shí)，失諧和阻尼對(duì)于局部化效應(yīng)的影響。其次，討論了Timoshenko梁中的振動(dòng)局部化現(xiàn)象。同樣考慮了單耦合和雙耦合兩種情況

3、下跨長(zhǎng)失諧、剛度失諧及耦合剛度對(duì)局部化因子的影響并與Euler-Bemoulli梁中的結(jié)果進(jìn)行了比較。討論了梁中高跨比發(fā)生變化時(shí)，局部化因子的變化情況。最后，討論了桁架梁中的振動(dòng)局部化現(xiàn)象。研究結(jié)果表明： 1．諧和周期多跨連續(xù)梁(Euler-Bernoulli梁、Timoshenko梁及桁架梁)結(jié)構(gòu)中具有‘通頻’與‘禁頻’特性，失諧會(huì)導(dǎo)致周期多跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)局部化現(xiàn)象，且局部化程度隨失諧量的增加而增強(qiáng)?？玳L(zhǎng)失諧對(duì)于結(jié)構(gòu)振動(dòng)

4、局部化的影響要明顯大于剛度失諧的影響。 2．諧和周期多跨連續(xù)梁(Euler-Bernoulli梁、Timoshenko梁及桁架梁)結(jié)構(gòu)的支撐剛度對(duì)帶區(qū)寬度有較大的影響。隨著耦合剛度的增大局部化程度逐漸增強(qiáng)。結(jié)構(gòu)振動(dòng)的局部化對(duì)于抗彎彈簧剛度的敏感程度明顯要低于線彈簧剛度。 3．當(dāng)多跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的高跨比較大時(shí)，采用Timoshenko梁模型計(jì)算出的局部化因子隨著高跨比的增大而增大，且明顯要大于同條件下采用Euler-Bern