懸索非線性振動(dòng)的有限體積法分析.pdf

1、懸索具有質(zhì)量輕、柔性大、阻尼低等特點(diǎn)，在正常工作情況下多處于大位移、小應(yīng)變的變形狀態(tài)，對(duì)低頻荷載如風(fēng)荷載等十分敏感。因此懸索在一般荷載下的變形和振動(dòng)問題便是一個(gè)較為復(fù)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(jìn)行懸索的大撓度(幾何非線性)靜力分析和動(dòng)力響應(yīng)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(gòu)形上按工程方法求得了應(yīng)變，并進(jìn)一步得到了應(yīng)變能和動(dòng)能的計(jì)算式；再根據(jù)哈密頓原理導(dǎo)出了懸索大撓度振動(dòng)的有限

2、體積離散方程，推出了索的整體節(jié)點(diǎn)力向量、質(zhì)量矩陣和切線剛度矩陣。對(duì)導(dǎo)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(dǎo)的基礎(chǔ)上先進(jìn)行了懸索的大撓度靜力分析，對(duì)一典型懸索在豎向荷載作用下的面內(nèi)位移進(jìn)行了實(shí)例數(shù)值計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與解析方法得到的結(jié)果作了比較，驗(yàn)證了該方法的正確性和有效性。接著進(jìn)行了懸索的動(dòng)力特性分析和簡諧激振的瞬態(tài)響應(yīng)分析，利用增量法實(shí)現(xiàn)了離散化的非線性動(dòng)力方程組的迭代求解。作為