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索-梁组合结构的建模及面内动力特性分析
  • ISSN号:0254-7805
  • 期刊名称:固体力学学报
  • 时间:2014.6.15
  • 页码:308-312
  • 分类:O343.7[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]湖南大学机械与运载工程学院,长沙410082, [2]湖南大学土木工程学院,长沙410082
  • 相关基金:国家自然科学基金(11002030,11032004,11102063)资助.
  • 相关项目:大跨度斜拉桥的非线性建模理论及其动力学研究
中文摘要:

利用哈密顿变分原理以及结构动静态构型的影响,建立了索梁组合结构的约化运动学控制方程.考虑到边界条件和耦合连接条件,我们研究了体系的面内特征值问题.根据求解得到的面内特征值方程,并通过分段函数的引入,结构的模态函数可以被直接确定.随后,我们研究了参数垂跨比f,刚度比K和质量比m对面内固有频率的影响.研究发现从结构的频率谱图中可以看出频率跳跃现象是存在的,另外,频率穿越现象也是十分明显.随后,考虑到局部模态和整体模态,结合之前确定的特征值方程及分段振型函数,我们研究了索梁组合结构可能的模态形状.最后,我们讨论了索-梁组合结构可能发生的内共振形式,比如面内1:1内共振形式以及1:2内共振形式.研究表明梁的静态构型不仅直接影响到耦合力连接条件,还将影响索-梁组合结构频率的确定.

英文摘要:

Using the Hamilton principle and the effects of the dynamic and static configuration of the cable and beam, the equations of motion of the cable-stayed beam can be obtained. Considering the boundary and continuity conditions, the in-plane eigenvalue problem is investigated. By introducing the piecewise function,the mode shapes is obtained. Then, the effects of the sag-to-span ratio f, stiffness ratio K and mass ratio m on the in-plane natural frequencies of the cable-stayed beam are studied. It is shown that the curve veering phenomenon can be observed in the natural frequency spectrum of the system, and the fre- quency crossover phenomenon is obvious. By taking the local mode and global mode into account, the mode shapes of the cable-stayed beam are discussed. Finally, the possible internal resonances such as 1 : 1 and 1 : 2 are further discussed. Our results clearly show that the static configuration of the beam influences not only the force continuity conditions, but also the natural frequency of the cable-stayed beam.

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期刊信息
  • 《固体力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:方岱宁
  • 地址:武汉华中科技大学南一楼西北508室
  • 邮编:430074
  • 邮箱:amss@mail.hust.edu.cn
  • 电话:027-87543737
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-7805
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1250/O3
  • 邮发代号:38-44
  • 获奖情况:
  • 获得第二届全国优秀科技期刊三等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6186