后临界湍流区间内旋转薄壳结构振动演化与作用机制实测研究

论文摘要

载荷的时变特征可能会对结构振动强度和能量作用机理产生重要影响,火/核电厂最重要的大型建筑结构均为典型的旋转薄壳结构(如冷却塔、烟囱等).为揭示后临界湍流区间内旋转薄壳结构的振动演化特征及其作用机制,实测了后临界雷诺数(Re3.5×10~6)条件下8座典型旋转薄壳结构的振动响应.首先,在对实测响应进行降噪滤波处理后进行了不同时距的信号非平稳识别,基于非平稳分析模型对响应的时变均值和极值估计进行研究,并基于多尺度小波变换的演化谱方法开展了响应的频域演变特性研究.在此基础上,探讨了结构风振响应的共振分量占比及其效应,识别了结构的自振频率和阻尼比,并以结构基频为划分依据分别讨论了不同旋转薄壳结构的阻尼作用机制.研究结果表明:(1)旋转薄壳结构在后临界湍流区间内风致振动响应表现为强度非平稳、频率平稳的演化特性;(2)后临界湍流区间内的旋转薄壳结构的风振问题应区分准静力作用点与共振激发点分别进行研究,不同共振激发点的功率谱分布形式较为相近,而准静力作用点的功率谱分布规律差异较大;(3)共振激发点的振动能量分布呈现明显的分段趋势,基于本文大量实测分析结果回归得出适用于共振激发点的三阶段共振谱表达式;(4)借助本文提出的等效阻尼比概念拟合出此类结构的阻尼比预测公式,论证了目前工程中通用的5%阻尼比取值的不合理性.

论文目录

• 引言
• 1 实测工作介绍
•   1.1 测试目标选取
•   1.2 现场实测
• 2 风振特性
•   2.1 实测数据
•   2.2 非平稳特征
•   2.3 共振效应
• 3 阻尼作用机制
•   3.1 模态参数识别
•   3.2 结构基频的影响
•   3.3 等效阻尼比的提出
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王浩,柯世堂

关键词: 旋转薄壳结构,后临界湍流区间,现场实测,振动演化,作用机制

来源: 力学学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 南京航空航天大学航空宇航学院

基金: 国家重点基础研究发展计划(2014CB046200),国家自然科学基金(51878351,51761165022,U1733129),江苏省优秀青年基金(BK20160083),江苏省六大人才高峰高层次人才计划(JZ-026),江苏省研究生科研与实践创新计划(KYCX18 0244)资助项目

分类号: O327

页码: 111-123

总页数: 13

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