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振动法测索力与实用公式

作　者: 陈刚
导　师: 任伟新
学　校: 福州大学
专　业: 结构工程
关键词: 拉索频率索力振动垂度抗弯刚度实用公式频差法
分类号: TU317
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 635次
引　用: 54次
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内容摘要

振动法测索力广泛应用于索结构的施工控制和健康监测，其原理是基于弦振动理论：索拉力与自振频率之间存在简单的关系，因此可以由实测的自振频率计算得到索力。但弦理论没有考虑拉索的垂度和抗弯刚度，在很多实际应用中将带来不可接受的误差。本文的主要工作包括：1. 考虑拉索的垂度和抗弯刚度对基频的影响，用能量的方法，并辅以曲线拟合，提出了由基频计算索力的实用公式，公式与理论解的误差在以内，并对公式的适用范围进行了讨论。2. 考虑垂度和抗弯刚度对高阶自振频率的影响，探讨了索相邻频率之差，发现索的高阶频差就是弦振动理论的基频，利用这一特性，分析了频差法测索力的精度和适用范围。3. 使用功率谱频差法和倒频谱频差法，开发了基于MATLAB平台的斜拉索环境振动基频识别GUI工具箱。对福州青洲闽江斜拉桥拉索进行了环境振动测试与分析，使用频差法得到了全部斜拉索的索力。

全文目录

中文摘要  2-3
英文摘要  3-6
第一章引言  6-10
  1．1   拉索在工程结构中的应用  6
  1．2   现有的一些索力测试方法  6-7
  1．3   振动法测索力及存在的问题  7-9
  1．4   本文的工作  9-10
第二章拉索线性振动理论简介  10-20
  2．1 拉索线性理论综述  10-12
  2．2 考虑索垂度和弹性对自振频率影响的解析理论  12-17
    2．2．1 基本假定  12-13
    2．2．2 静力作用下的初始构形  13-14
    2．2．3   索的线性振动的频率特性  14-17
  2．3 考虑索抗弯刚度对自振频率影响的解析理论  17-19
  2．4 小结  19-20
第三章索力实用计算公式  20-37
  3．1 参数研究  20-22
  3．2 考虑垂度影响的实用公式的推导  22-26
  3．3 考虑抗弯刚度影响的实用公式的推导  26-30
  3．4 由基频计算索力的实用公式  30-32
  3．5 由频差计算索力  32-36
    3．5．1 垂度对索高阶自振频率和频差的影响  32-34
    3．5．2 抗弯刚度对索高阶自振频率和频差的影响  34-35
    3．5．3 由频差计算索力的公式  35-36
  3．6   小结  36-37
第四章应用实例  37-48
  4．1 福州青洲闽江斜拉桥斜拉索模态实验  37-38
  4．2 拉索基频识别GUI工具箱介绍  38-41
    4．2．1 功率谱频差法  39
    4．2．2 倒频谱频差法  39-41
    4．2．3 拉索基频识别GUI工具箱功能介绍  41
  4．3 斜拉索基频的识别及索力的确定  41-46
    4．3．1 对频差法适用范围和精度的讨论  41-42
    4．3．2 基频的识别及索力的确定  42-46
  4．4 实验模态测试中的几个问题  46-47
  4．5 本章小结  47-48
结论  48-50
参考文献  50-53
致谢  53-54
附录  54

振动法测索力与实用公式

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