考虑索-梁耦合的斜拉索2:1参激共振分析与数值模拟

• 作者: 余祥 张丽娜 李凤臣 杨勇 杨鸥
• 来源期刊: 应用基础与工程科学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 索-梁耦合 参激共振 位移响应 幅频特性 振动控制
• 年，卷（期）: 2015,（5）
• 页码范围: 966-980
• 页数: 15页
• 分类号: O323
• 语种: 中文
• DOI: 10.16058/j.issn.1005-0930.2015.05.011

摘要

针对斜拉桥拉索与桥面耦合振动的参激共振问题,区别于弹簧-质量块、拉索-质量块等参激共振模型,建立了索-梁耦合的参激共振模型,推导了无量纲参激共振微分方程组,利用多尺度近似求解方法对系统的参激共振特性进行探讨,并以实际斜拉桥工程中的拉索为研究对象,利用四阶龙格-库塔方法进行了多种工况下的数值模拟分析.研究表明:当耦合系统发生2:1参激共振时,系统响应对拉索初始位移条件的反应不敏感,而是随着桥面梁端部竖向初始位移的增加而增大,但幅频特性曲线一般为单峰平稳,仅在桥面梁位移激励幅值较大时出现毛刺现象,说明拉索此时发生三维空间振动;特别是当桥面梁端部的位移激励幅值为10-6m量级甚至更小时,仍然能够激起拉索的大幅"拍"振,说明索-梁耦合系统的启动阈值很低,参激共振控制问题不容忽视.