懸索非線性振動的有限體積法分析.pdf

1、懸索具有質量輕、柔性大、阻尼低等特點，在正常工作情況下多處于大位移、小應變的變形狀態(tài)，對低頻荷載如風荷載等十分敏感。因此懸索在一般荷載下的變形和振動問題便是一個較為復雜的幾何非線性問題。本文建立了一種新的數(shù)值方法——有限體積法進行懸索的大撓度(幾何非線性)靜力分析和動力響應分析。首先建立了懸索沿索長方向的有限體積離散格式，在變形后的構形上按工程方法求得了應變，并進一步得到了應變能和動能的計算式；再根據(jù)哈密頓原理導出了懸索大撓度振動的有限

2、體積離散方程，推出了索的整體節(jié)點力向量、質量矩陣和切線剛度矩陣。對導得的離散化非線性代數(shù)方程組采用帶線性搜索的完全Newton-Raphson方法迭代求解。在理論推導的基礎上先進行了懸索的大撓度靜力分析，對一典型懸索在豎向荷載作用下的面內位移進行了實例數(shù)值計算，計算結果與解析方法得到的結果作了比較，驗證了該方法的正確性和有效性。接著進行了懸索的動力特性分析和簡諧激振的瞬態(tài)響應分析，利用增量法實現(xiàn)了離散化的非線性動力方程組的迭代求解。作為