大跨度斜拉桥拉索参数激励非线性振动及其控制理论与方法

基本信息
批准号:51678198
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:刘敏
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:赖马树金,李素超,周鹏,高东来,杨文瀚,刘晓飞,李明豪
关键词:
负刚度振动控制耦合作用斜拉桥拉索参数激励非线性振动
结项摘要

The objective of the proposed study is to investigate on theory and method of mulit-modal parametric vibration and its control of stay cable with severely geometric nonlinearity in cable-stayed bridge with long span. Theoritcal analysis method of the mulit-modal parametric vibratin of the stayed cable with large sag ratio is proposed when considering the effective of chord component force of stay cable’s gravity, and theoritcal model is developed to analysis multi-mode parametric vibration subjected to coupling excitation. The dynamic properties and its parameters influence of the stay cable parametric vibration are studied. The critcal condtions of primary resonance, internal resonance, plane and out-of-plane coupling vibrations are given and unstable region of parametric vibration is also established. The mechanics of the parametric vibration is clearly explained. The passive, active and semi-active vibration controls of the parametric vibration of the stay cable are respectively investigated to explore the dynamic performance, control efficacy and its influence parameters. And the critcal condtion for the unstable region of the parametric vibration of the controled stayed cable. Finally, design approach and theory of passive and intelligent vibration control system with damper's negative stiffness and coupling performance for parametric vibration of stay cables are proposed. The proposed approach is the advancement of effective controll approach for stay cable in cable-stayed bridge, and construction of more economical and safer long-span bridges for public. The outcome will advance the basic science aspects of bridge engineering and have a significant impact on the nation's economic, societal and many other aspects.

项目针对具有强几何非线性特征的大跨度斜拉桥拉索多模态参数振动及其控制理论与方法开展研究。研究考虑重力弦向分力影响的大垂跨比斜拉索多模态参数振动的理论分析方法,建立耦合作用下的斜拉索多模态参数振动的理论分析模型。研究斜拉索参数振动特性及其参数影响规律;给出斜拉索主共振、内共振、面内-面外耦合振动发生条件和参数共振不稳定区域,揭示斜拉索参数振动机理。研究斜拉索多模态参数振动被动、主动和半主动控制动力特性及其参数影响规律,把握受控斜拉索参数振动特点,揭示各参数对斜拉索参数振动控制效果影响规律,建立受控斜拉索参数共振不稳定区临界条件,发展斜拉索参数振动的被动控制和考虑阻尼器负刚度特征及耦合作用的智能控制系统设计方法。本项目研究成果,将形成大跨度桥梁斜拉索参数振动及其控制的理论、方法及其控制系统设计方法,为大跨度桥梁斜拉索减振提供先进有效的方法,具有重要的理论意义和实用价值。

项目摘要

随着跨度超千米级的超大跨斜拉桥的兴建,斜拉桥整体刚度的增加和低阻尼、大柔度超长拉索的工程应用使得斜拉索的振动频率降低、发生振动的模态频率范围变宽,且越来越接近斜拉桥整体的振动频率,从而极易发生斜拉索的大幅值参数振动,对桥梁的安全运营和斜拉索的服役寿命构成巨大威胁。因此不论是在斜拉桥的设计阶段、施工阶段还是正式运营阶段,都应该充分考虑斜拉索参数振动发生的可能性,采取一定的减振控制措施,避免大幅值的斜拉索参数振动的发生。项目针对具有强几何非线性特征的超大跨度斜拉桥拉索多模态参数振动及其控制理论与方法开展研究。建立了考虑重力弦向分力影响的大垂跨比斜拉索多模态参数振动的理论分析方法,和耦合作用下的斜拉索多模态参数振动的理论分析模型。研究了斜拉索参数振动特性及其参数影响规律;给出了斜拉索主共振、内共振、面内-面外耦合振动发生条件和参数共振不稳定区域,揭示斜拉索参数振动机理。采用理论分析与数值计算相结合的方法,分析了超长斜拉索在随机荷载激励下的非线性参数振动特性,为超长斜拉索的参数振动控制提供理论基础。研究了斜拉索多模态参数振动被动控制动力特性及其参数影响规律,把握受控斜拉索参数振动特点,揭示各参数对斜拉索参数振动控制效果影响规律,建立受控斜拉索参数共振不稳定区临界条件,发展斜拉索参数振动的被动控制系统设计方法。本项目研究成果,将形成大跨度桥梁斜拉索参数振动及其控制的理论、方法及其控制系统设计方法,为大跨度桥梁斜拉索减振提供先进有效的方法,具有重要的理论意义和实用价值。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
2

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
3

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

DOI:
发表时间:2020
4

青藏高原狮泉河-拉果错-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带时空结构与构造演化

青藏高原狮泉河-拉果错-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带时空结构与构造演化

DOI:10.3799/dqkx.2020.083
发表时间:2020
5

气载放射性碘采样测量方法研究进展

气载放射性碘采样测量方法研究进展

DOI:
发表时间:2020

刘敏的其他基金

批准号:40901069
批准年份:2009
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10747164
批准年份:2007
资助金额:2.00
项目类别:专项基金项目
批准号:60803140
批准年份:2008
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81601779
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81202728
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31501096
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1932148
批准年份:2019
资助金额:67.00
项目类别:联合基金项目
批准号:21304106
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40671171
批准年份:2006
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:31400010
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31800850
批准年份:2018
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41730646
批准年份:2017
资助金额:330.00
项目类别:重点项目
批准号:81803635
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50472084
批准年份:2004
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:21872174
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:11426044
批准年份:2014
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:11365005
批准年份:2013
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31900128
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31201764
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81900644
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30471532
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:41201092
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41003020
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61301254
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11401330
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81102863
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41371451
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:31500043
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81800645
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61475029
批准年份:2014
资助金额:87.00
项目类别:面上项目
批准号:50608052
批准年份:2006
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51501102
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40971268
批准年份:2009
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:61573257
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:11501048
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41130525
批准年份:2011
资助金额:280.00
项目类别:重点项目
批准号:41101020
批准年份:2011
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50802004
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31170820
批准年份:2011
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:31671403
批准年份:2016
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:81701731
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61173015
批准年份:2011
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:61007049
批准年份:2010
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30900364
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31900463
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31271437
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:21103079
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30801407
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41902049
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41902262
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:49801018
批准年份:1998
资助金额:14.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51578296
批准年份:2015
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31401241
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81170394
批准年份:2011
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:61732017
批准年份:2017
资助金额:295.00
项目类别:重点项目
批准号:61771189
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:59902009
批准年份:1999
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31372568
批准年份:2013
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:81501377
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30772655
批准年份:2007
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:51808077
批准年份:2018
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81000311
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61472404
批准年份:2014
资助金额:84.00
项目类别:面上项目
批准号:81871328
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:21306044
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11705264
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51208156
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81602659
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81100550
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21473085
批准年份:2014
资助金额:86.00
项目类别:面上项目
批准号:31701248
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81202942
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40271102
批准年份:2002
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:51102224
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31871347
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:10804124
批准年份:2008
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81473148
批准年份:2014
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:21807101
批准年份:2018
资助金额:27.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71671098
批准年份:2016
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:61203317
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10847004
批准年份:2008
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81701728
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81373767
批准年份:2013
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:81774375
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31672697
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41240036
批准年份:2012
资助金额:20.00
项目类别:专项基金项目

相似国自然基金

1

大跨度斜拉桥拉索多相介质耦合非线性振动控制理论与方法

批准号:51208156
批准年份:2012
负责人:刘敏
学科分类:E0806
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

大跨度斜拉桥斜拉索及其系统的振动主动控制

批准号:59608007
批准年份:1996
负责人:王代华
学科分类:E0804
资助金额:12.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于索-梁组合结构的大跨斜拉桥BFRP拉索参数激励非线性振动机理研究

批准号:51808265
批准年份:2018
负责人:杨亚强
学科分类:E0805
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于惯性力的大跨度斜拉桥拉索高阶多模态振动控制研究

批准号:51808175
批准年份:2018
负责人:周鹏
学科分类:E0806
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目