单侧主缆刚度损伤悬索桥的模态分析及1:1内共振

作     者：夏超 回忆 李珂 Xia Chao;Hui Yi;Li Ke

作者机构：重庆大学土木工程学院重庆400045 

出 版 物：《动力学与控制学报》 (Journal of Dynamics and Control)

年 卷 期：2023年第21卷第2期

页      面：66-74页

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52078087)。 

主　　题：悬索桥 截面模型 增量谐波平衡方法 模态分析 内共振 非线性响应 

摘      要：悬索桥缆索在长期服役状态下损伤很难避免,单侧主缆刚度损伤会使系统出现主梁竖弯与扭转自由度间的耦合,这可能会进一步对悬索桥的模态和大振幅下的非线性响应造成影响.为此,建立了考虑单侧主缆刚度受损的七自由度悬索桥横截面模型,模态分析发现单侧主缆刚度损伤会使得系统前两阶固有频率曲线由交叉变为跃迁,导致两个本身相互独立的模态发生耦合.以此为基础,考虑悬索桥主缆刚度有损伤和未损伤两种工况,运用拓展的增量谐波平衡法(EIHB)计算系统在内共振条件下的非线性振动.研究结果表明:单侧主缆刚度有损伤的悬索桥在外部简谐激励下发生1∶1内共振,系统能量表现出明显的转移现象;竖向和扭转简谐激励下,有损伤的悬索桥较未损伤工况响应幅值有所减小,但出现了两个共振响应峰值,对激励频率更为敏感.数值结果与利用Runge-Kutta法计算得到的结果吻合一致,验证了EIHB法的准确性.