大跨度桥梁颤振稳定性研究方法(三)
2.非定常气动计算模型
桥梁结构颤振实验和分离流理论方法的建立和完善与气动专家R.H.Scanlan的贡献密切相关,1967年Scanlan首先提出了修正Theodorsen机翼气动表达式的建议“11”。Scanlan认为,对于非流动线性的钝体剖面,不可能从基本的流体力学原理推导出类似Theodorsen函数的气动函数。而线性非定常气动力计算模型可以通过测量颤振导数,即小振幅条件下的气动力参数,通过专门设计的节段模型风洞实验建立[18]
1974年,Scanlan利用节段模型风洞实验测量的颤振导数计算转捩函数[21]。通过与Theodorsen函数的比较,发现两个函数的曲线差异较大,并找到了用经典耦合颤振理论分析钝体桥梁颤振问题时产生误差的原因。斯坎兰还断言,理论上不可能找到一个适用于各种非流线型剖面的过渡函数。
3。m维颤振分析方法
非定常气动计算模型一旦建立,就很容易确定气动失稳临界状态,其中最典型的方法就是组织所谓的A '切片?quot应用于气流与结构的相互作用,确定了一个垂直于桥轴的二维段。假设沿桥轴线的任何三维影响都可以忽略,就可以得到二维颤振方程。
类似于传统的机翼颤振,一般忽略阻力方向的振动效应。此外,假设二维段在H和α方向的振动是同频小振幅简谐振动,从而使随换算频率变化的非定常气动力可以用于传统的颤振分析。
4。塞尔伯格计算公式
在电子计算机诞生之前,颤振分析的数值计算一直是一项枯燥而艰巨的任务。为了简化这种镗孔工作,已经提出了许多简化的颤振计算方法。对于平板机翼,由于每个翼型的气动表达式不同,因此需要分析一系列的结构参数,以便有针对性地计算正面振动。Theodorsen和Garrick[24]在这方面做了大量细致的工作,找到了一些计算机翼颤振的实用公式。在桥梁结构方面,很多研究者也做了同样的努力,其中Selberg的实用计算公式是二维颤振被引用最多的一个。
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