大位移桥梁伸缩装置动力学分析.pdf

ClassifiedIndex::621SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisDynamicAnalysisofLargeDisplacementBridgeExpansionJointGrade:MechanicalEngineering2011Candidate:HaoWuAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:MechanicalDesignandTheorySupervisor:、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。,在年解密后适用本授权书;。(请在以上方框内打“、/”)靴敝储繇易、匙指剥嗽:日期:如r肜f.∥西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下:,并对根据达朗贝尔原理建立大位移桥梁伸缩缝水平振动方程组,应用MATLAB软件Simulink动态仿真工具箱对其进行数值分析求解,研究了弹性支承刚度、剪切弹簧刚度、摩擦系数、预压量及车速等对伸缩缝水平振动的影响。,建立伸缩缝有限元模型,通过改变伸缩缝的相关参数,如:车速、缝宽、弹性支承刚度、剪切弹簧刚度、阻尼等,研究伸缩缝受到水平载荷和垂向载荷共同作用下伸缩缝的动态振动特性。,应用ANSYS概率设计系统(PDS)对伸缩缝固有频率结构参数灵敏度进行了研究,给出了影响其固有频率的主要变量和影响程度。(动态位移响应)。本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名:诊、灸日期:--./∥西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着我国跨江跨海大桥的兴起,大位移量的桥梁伸缩装置需求量越来越大,这就要求对其进行深入研究。本文采用有限元软件分析和动力学理论方程求解两种方法对伸缩缝的动态特性进行了研究,得出分析结果并绘制变化规律。研究首先确定伸缩缝的主要参数,如:车速、缝宽、弹性支承刚度、剪切弹簧刚度和阻尼等。其次,根据达朗贝尔原理建立伸缩缝水平动力学理论方程,并应用MATLAB软件Simulink动态仿真工具箱对其进行数值分析求解;然后,对建立伸缩缝有限元模型,对伸缩缝垂向与水平耦合动力学进行了分析:再次,分析了伸缩缝固有频率灵敏度;最后研究伸缩缝在地震载荷作用下的抗震性,得出结果并绘制出变化规律。研究结论包括:1)随车速的增加,伸缩缝最大反跳位移总体上呈增大趋势。当车速小于90km/h,最大反跳位移增加较为平缓,;当车速大于90km/h,最大反跳位移迅速增大,。为减小车辆通过伸缩缝时对伸缩缝的冲击作用,建议车辆通过伸缩缝时的车速不超过60km/l】~70b[儿;2)随着弹性支承刚度的增大,中梁最大反跳位移和衰减时间总体呈减小趋势;当弹性支承刚度为60000N/mm时,最大反跳位移达到最大值,车载频率和伸缩缝固有频率接近。建议实际工程中弹性支承刚度大于60000N/mm,以避开此频率范围;3)伸缩缝横梁间距和横梁下支承刚度对其固有频率影响显著,因此为了改善伸缩缝性能,避开共振频率范围,可适当改变这两个参数值,提高伸缩缝产品质量;4)改变伸缩缝的剪切弹簧刚度及弹性支承刚度等参数对整个伸缩缝在地震作用下的振动影响很小,主要是因为伸缩缝垂向、横向、顺桥向刚度相对于桥梁很小,桥梁运动决定了伸缩缝的运动,伸缩缝的响应主要受桥梁振动的控制。关键词:大位移桥梁伸缩装置;灵敏度;振动特性:动态响应;抗震性西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractWiththeriseofChina'scross-riverbridge,thedemandforlargedisplacementbridgeexpansionisincreasing,,ictheoryequation。Firstly,main