Lý Thuyết Khí Động Học Tuyến Tính và Phi Tuyến về Sự Tương Tác Giữa Cấu Trúc Dài Linh Hoạt và Gió

Springer Science and Business Media LLC - Tập 22 - Trang 1446-1457 - 2001
Xu Xu1,2, Zhi-yuan Cao2
1Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics, Shanghai University, Shanghai, P R China
2Department of Engineering Mechanics and Technology, Tongji University, Shanghai, P R China

Tóm tắt

Dựa trên các đặc điểm của sự tương tác giữa cấu trúc linh hoạt và gió trong ba phương hướng, và dựa trên mô hình mặt cắt cơ học hợp lý của cấu trúc, một mô hình lực khí động mới đã được chấp nhận, tức là các hệ số của ba lực thành phần là các hàm của góc tấn tức thời và tốc độ quay Ci = Ci(β(t), Θ), (i = D, L, M). Vì vậy, một phương pháp mới để xây dựng các mục lực khí động tuyến tính và phi tuyến của gió và cấu trúc tương tác đã được đưa ra theo lý thuyết “dải” và “lý thuyết tĩnh giả” đã được điều chỉnh, và sau đó lý thuyết kết hợp tuyến tính và phi tuyến của cấu trúc siêu mỏng cho phân tích kỹ thuật dân dụng đã được hợp nhất trong một mô hình. Đối với các phần lực khí động tuyến tính, các biểu thức bán phân tích của các mục gọi là “đạo hàm rung” tương ứng với cái trong các phương trình cổ điển đã được đưa ra ở đây, cũng như các phần phi tuyến. Nghiên cứu về độ ổn định của sự rung xoắn liên kết khí động phi tuyến của cầu Tacoma cũ cho thấy hình thức và kết quả của phương trình điều khiển phi tuyến trong phương hướng quay phù hợp với kết quả của V. F. Böhm.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Scanlan R H, Tomko J J. Airfoil and bridge deck flutter derivatives [J]. J Eng Mech, ASCE, 1971,97(EM6):1717–1737. Scanlan R H. The action of flexible bridges under wind (I) flutter theory [J]. J Sound Vibration, 1978,60(2):187–199. Lin Y K. Motion of suspension bridges in turbulent winds [J]. J Eng Mech, ASCE,1979,105(EM6): 921–923. Lin Y K, Ariaratnam S T. Stability of bridge motion in turbulent winds [J]. J Struct Mech,1980, 8(1):1–15. Scanlan R H. The action of flexible bridge under wind (II) buffeting theory [J]. J Sound Vibration, 1978,60(2):201–211. Davenport A G. The response of slender, line-like structures to a gusty wind [J]. Proceedings ICE,1962,23:389–407. Scanlan R H. Interpreting aeroelastic models of cable-stayed bridges [J]. J Eng Mech, ASCE, 1987,113(4):555–575. Sarkar P P, et al. Identification of aeroelastic parameters of flexible bridges [J]. J Eng Mech, ASCE, 1994,120(8):1718–1742. Piccardo G. A methodology for the study of coupled aeroelastic phenomena [J]. J Wind Eng Indus Aerodynamic, 1993,48:241–252. Solari G. Gust-Excited Vibrations [M]. New York: Springer-Verlag, 1994. Strømmen E, Hiorth-Hansen E. The buffeting wind loading of structural members at an arbitrary attitude in the flow [J]. J Wind Eng Indus Aerodynamic,1995,56:267–290. Brito J L V, Riera J D. Aerodynamic instability of cylindrical bluff bodies in non-homogeneous flow [J]. J Wind Eng Indus Aerodynamic,1995,57,81–96. Parkinson G V, Brooks N P H. On the aeroelastic instability of bluff cylinders [J]. J Appl Mech, 1961,83:250–258. Novak M. Aeroelastic galloping of rigid and elastic bodies [R]. Univ Western Ontorio, London/Canada, Res Rep BLWT–3–68,1968. Böhm V F. Berechnugn nichtlinearer aerodynamisch erregter schwingungen von Hangebrucken [J]. Der Stahlbau,1967,7:207–215. Falco M, Curami A, Zasso A. Nonlinear effects in sectional model aeroelastic parameters [J]. J Wind Eng Indus Aerodynamic, 1992,41–44:1321–1332. Diana G, Cheli F, Resta F. Time domain aeroelastic force identification on bridge decks [A]. In: 9th International Conference of Wind Engineering [C]. New Delhi, India, 1995,938–949. Borri C, Höffer R, Zahlten W. A nonlinear approach for evaluating simultaneous buffeting and aeroelastic effects on bridge decks [A]. In: 9th International Conference of Wind Engineering [C]. New Delhi, India, 1995, 839–850. Steinmann D G, Hangebrücken-Das aerodynamische problem und seine lösung [J]. Acier-Steel-Stahl, 1954,19(10–11):495,542. Scanlan R H, Jones N P, Singh L. Inter-relation among flutter derivatives [J]. J Wind Eng Indus Aerodynamic, 1997,69–71:829–837. XU Xu, CAO Zhi-yuan. New expressions of nonlinear aerodynamic forces in civil engineering [A]. In: Proceedings of the 3rd Int Conf on Nonlinear Mech(ICNM-III) [C]. Shanghai University Press Shanghai, Aug, 1998, 396–401. XU Xu, CAO Zhi-yuan. Stability analysis of nonlinear aerodynamic-coupled torsional vibration [J]. Journal of Nonlinear Dynamics in Science and Technology, 1999, 6 3: 228–234. (in Chinese)