扁平鋼箱梁的顫振性能數(shù)值研究及渦振性能試驗研究.pdf

1、我國是世界橋梁大國，橋梁作為國家經(jīng)濟發(fā)展的重要交通設施，可見其地位舉足輕重，同時現(xiàn)代橋梁逐漸向輕質、輕柔、大跨方向發(fā)展，使得風致敏感性愈發(fā)明顯，導致風致振動問題的研究更加重要而緊迫。本文主要針對風致振動問題中的顫振和渦振進行研究，為實際工程和相關研究工作提供參考價值。
　　本課題研究是以某主跨為880m的單跨懸索橋為工程背景，對其主梁斷面節(jié)段模型進行了顫振試驗和渦振試驗。應用CFD(Computational Fluid Dyna

2、mics)方法，對該主梁斷面進行了二維數(shù)值模擬，成功識別出與豎向和扭轉有關的八個氣動導數(shù)，并以該主梁斷面為基礎，通過改變斷面的氣動外形來研究其對主梁斷面顫振性能的影響。主要工作包括以下幾個方面:
　　(1)以某懸索橋為工程背景，采用ANSYS有限元分析軟件建立該橋有限元模型，并進行動力特性分析。
　　(2)基于某懸索橋主梁斷面節(jié)段模型風洞試驗，采用直接測量法測定成橋及施工狀態(tài)在不同風攻角下的顫振臨界風速，并對該橋的顫振穩(wěn)定性

3、能進行評價;基于渦振試驗重點研究了風攻角、結構阻尼比和導流板等對主梁渦振性能的影響，提出了優(yōu)化主梁渦振性能的有效氣動措施。
　　(3)采用FLUENT流體力學軟件和MATLAB數(shù)值分析軟件對平板模型進行氣動導數(shù)數(shù)值識別，并將所得數(shù)值解與平板氣動導數(shù)理論解進行對比，以驗證本文數(shù)值模擬方法的有效性，并成功識別了本橋扁平鋼箱梁斷面的八個氣動導數(shù)。同時，詳細探討了不同計算域尺寸和模型振動幅值大小對平板模型氣動導數(shù)數(shù)值識別精度的影響。