薄壁箱梁考慮剪力滯效應(yīng)的動(dòng)力特性研究.pdf

1、薄壁箱形截面梁具有良好的結(jié)構(gòu)性能而被廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、城市道路和立體交通樞紐等工程的橋梁中。本文以薄壁桿理論和有限元法為基礎(chǔ),研究了薄壁箱梁在動(dòng)力荷載作用下的剪力滯?；谀芰糠汉兎衷?建立了能考慮剪力滯效應(yīng)的薄壁箱梁的動(dòng)力分析理論,提出了動(dòng)力響應(yīng)的計(jì)算方法,探討了在動(dòng)力荷載作用下薄壁結(jié)構(gòu)剪力滯效應(yīng)的變化規(guī)律。進(jìn)一步完善與豐富薄壁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力理論體系,為薄壁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù)和理論支持。本文主要取得如下成果:
　　 (1

2、)基于Hamilton能量泛函變分原理,考慮箱梁的剪力滯效應(yīng),建立了箱梁在動(dòng)力荷載作用下的力學(xué)模型,推導(dǎo)出箱梁的動(dòng)力微分方程和自然邊界條件。
　　 (2)針對(duì)簡支箱梁,假定動(dòng)撓度函數(shù),采用偏微分方程的分離法,導(dǎo)出了簡支箱梁考慮剪力滯效應(yīng)的自振頻率的解析解。同時(shí)探討了剪力滯效應(yīng)對(duì)自振特性的影響。
　　 (3)針對(duì)移動(dòng)荷載,采用積分變換方法,對(duì)動(dòng)力控制微分方程和邊界條件進(jìn)行Laplace變換,在頻域內(nèi)求得波動(dòng)解,然后采用Cr

3、ump逆變換方法,使用數(shù)學(xué)軟件Matlab編程進(jìn)行數(shù)值反演,最后得到時(shí)域內(nèi)各種動(dòng)態(tài)響應(yīng)。本文方法適用于不同邊界條件的動(dòng)力響應(yīng)求解,也可以推廣應(yīng)用于變高度薄壁箱梁的動(dòng)力剪力滯效應(yīng)分析。
　　 (4)基于有限元理論,建立了考慮剪力滯效應(yīng)的有限元模型,進(jìn)行了剪力滯動(dòng)力效應(yīng)的數(shù)值仿真,并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較,證明了本文方法的正確性且有較好的計(jì)算精度。
　　 (5)利用本文推導(dǎo)的計(jì)算理論、方法和計(jì)算機(jī)程序,研究了簡支箱梁的跨寬