风雨激振中拉索与水线耦合运动规律研究
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螺旋桨激振力作用下船体振动及水下辐射噪声研究付建;王永生;丁科;魏应三【摘要】The finite element method (FEM) and boundary element method (BEM) are used to calculate the structure vibration and underwater radiated noise of ship structure caused by the propeller excita-tions. It is analyzed and compared that the influence of vibration and underwater radiated noise are caused by three direction forces (shaft, transverse and vertical). The study shows that the vibration response ap-pears line spectrum at axial passing frequency (APF), blade passing frequency (BPF), 2BPF and ship na-ture frequencies. The underwater radiated noise is the biggest excited by the transverse force, then is the vertical force, last is the shaft force. The biggest radiated noise power of ship hull by three forces is mainly excited by transverse force at BPF, then is excited by shaft force at APF. It mainly berceuses that the BPF of transverse force is approach with ship nature frequency.%利用有限元法和边界元方法分析比较了螺旋桨激振力三个方向分力(轴向、横向、垂向)分别作用以及同时作用时引起的船体结构振动与水下辐射噪声。
斜拉桥拉索风雨激振研究综述摘要:从现场观测、风洞试验、理论分析和CFD数值模拟四个方面对斜拉桥拉索风雨激振问题的研究现状进行了概括和总结,分析了已有的研究成果,对今后的研究方向提出展望,供相关研究人员参考。
关键词:斜拉桥;拉索;风雨激振 1.引言斜拉桥是一种由三种基本承载构件,即梁(桥面)、塔和两端分别锚固在塔和梁上的拉索共同承载的结构体系,以其结构受力性能好、跨越能力强、结构造型多姿多彩、抗震能力强及施工方法成熟等特点,而成为现代桥梁工程中发展最快、最具有竞争力的桥型之一,在桥梁工程中得到了越来越多的应用。
进入二十世纪代以来,随着计算机性能的提高、正交异性桥面板制造工艺的成熟以及施工技术的进步,斜拉桥在世界范围内得到广泛应用,其跨径已经进入以前悬索桥适用的特大跨径范围。
目前,世界约建成300多座斜拉桥,作为斜拉桥建设史上里程碑的日本的多多罗大桥(主跨890米)和法国的诺曼底大桥(主跨856米)首次使斜拉桥进入特大跨度桥梁领域。
我国斜拉桥建设起步较晚,但发展迅速,自建成重庆云阳桥(主跨76米)以来,目前已建成各类斜拉桥200余座,包括上海杨浦大桥(主跨602米)、南京长江二桥(主跨628米)、南京长江三桥(主跨648米)、香港昂船洲大桥(主跨1018米)等一批大跨度桥梁;6月30日,苏通长江大桥(主跨1088米)正式通车,成为当今世界跨径最大斜拉桥,使斜拉桥跨度突破千米大关。
由于斜拉索质量、刚度和阻尼都很小,随着斜拉桥跨度的增大,拉索振动问题的影响日益显著。
在各种振动情况中,风雨激振是拉索风致振动中最强烈的一种,且风雨激振的起振条件容易满足,振幅极大,对桥梁的危害最为严重,因而关于斜拉桥拉索风雨激振的研究得到了国内外学者的广泛重视。
风雨激振是指干燥气候下气动稳定的圆形截面的拉索,在风雨共同作用下,由于水线的出现,改变了拉索的截面形状,使其在气流中失去稳定性,由此发生的一种大幅振动。
日本学者Hikami和Shiraishi首次在Meikonishi桥上详细观察到了拉索的风雨激振现象,直径140mm的斜拉索在14m/s风速下振幅值达到275mm。
斜拉桥拉索风雨激振问题综述张喜娥;钟振宇【摘要】对斜拉桥拉索风雨激振的问题和振动控制研究现状进行了总结,分析了目前研究中存在的主要问题,并指出有关拉索风雨激振研究方面有待进一步提高的问题.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2010(036)027【总页数】2页(P306-307)【关键词】斜拉桥;风雨激振;拉索;振动【作者】张喜娥;钟振宇【作者单位】浙江工业职业技术学院建工分院,浙江绍兴,312000;浙江工业职业技术学院,浙江绍兴,312000【正文语种】中文【中图分类】U448.271 拉索风雨激振研究概述拉索是斜拉桥的关键构件,考虑到拉索的柔性、相对较小的质量及较低的阻尼,在风雨作用下发生的所谓拉索风雨激振现象,往往引起拉索的大幅度振动,严重影响桥梁的安全运营和拉索的使用寿命,它是目前已知的拉索振动形式中最强烈的一种,因此,风雨激振的机理与减振措施研究已经成为大跨度斜拉桥需要解决的关键问题之一。
20世纪80年代日本名港西大桥施工过程中出现了风雨激振并开始引起研究人员的注意。
因此为了研究风雨激振机理,各国学者对其进行了大量的研究,但风雨激振是一种固、液、气三态耦合的复杂现象,其形成机理仍没有定论。
风雨激振的研究手段主要有现场观测、风洞试验和理论分析[1]。
现场观测是最早用于研究风雨激振的手段。
它可获得拉索风雨激振最准确的特征,可为验证风洞试验和理论分析研究结果的真实性、可靠性提供宝贵的资料。
目前国内外最为经典的两个实例为Hikami等对日本名港西大桥的实测和陈政清等对洞庭湖大桥的实测。
拉索风雨激振现象机理非常复杂,受各种因素影响,例如:拉索倾角、来流风速、来流方向、来流紊流度、拉索振动频率等。
现场实测虽然能获得拉索风雨激振最真实的特征,但无法对各种影响因素进行参数分析[1]。
为系统研究风雨激振的机理,仍需要进行风洞试验。
风洞试验可以重现风雨激振的一些基本特征,还可以研究振动控制措施的有效性。