拉索—粘滯阻尼器系統(tǒng)多模態(tài)耦合振動特性研究.pdf

1、隨著斜拉橋在世界范圍內(nèi)的大規(guī)模建成與投入運營，如何有效抑制大跨度斜拉橋上斜拉索的振動已成為橋梁工程領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)和研究熱點之一。在斜拉索靠近主梁的一端附近安裝橫向粘滯阻尼器這一方法已被廣泛用于抑制拉索的大幅振動。在拉索單一模態(tài)振動的前提下，許多研究給出了阻尼器可以提供的附加模態(tài)阻尼比?？紤]到離散的阻尼器可能引起拉索的多模態(tài)振動，本文進行了以下的研究：
　　首先，以張緊弦-線性粘滯阻尼器為模型，在初始位移條件為前三階無阻尼振型下數(shù)值

2、研究了系統(tǒng)的自由振動響應(yīng)，通過對響應(yīng)的頻譜分析來研究拉索的多模態(tài)振動特性，并分析阻尼系數(shù)和安裝位置的影響，分析得到拉索多模態(tài)振動下實現(xiàn)的每階的附加模態(tài)阻尼比，并與按單模態(tài)假設(shè)得到的結(jié)果進行對比，分析二者的區(qū)別；
　　其次，在振型分布簡諧荷載和作用于一點的簡諧荷載作用下，推導(dǎo)得到單模態(tài)下張緊弦-線性粘滯阻尼器受迫振動的穩(wěn)態(tài)解析解，從模態(tài)坐標和振動能量兩個角度分析了阻尼矩陣的耦合作用，并基于能量得到阻尼器提供的附加模態(tài)阻尼比的表達式，

3、并給出最優(yōu)的阻尼系數(shù)和阻尼比的表達式并驗證結(jié)果的正確性；
　　再次，推導(dǎo)得到兩個模態(tài)耦合動下張緊弦-線性粘滯阻尼器系統(tǒng)的受迫振動的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)解析解，以在一階基本周期內(nèi)阻尼器的耗能與拉索振動總能量的比值為指標，給出了在兩階模態(tài)耦合振動下阻尼器的最優(yōu)設(shè)計及實現(xiàn)的最優(yōu)效果，并給出算例，分析模態(tài)耦合作用對阻尼器減振效果的影響；
　　最后，考慮指數(shù)型的非線性粘滯阻尼器，數(shù)值計算前三階振型位移初始條件下系統(tǒng)的自由振動響應(yīng)，進而研究非線性阻