悬索面内次谐波共振受温度效应影响研究

摘要

整体均匀温度变化会导致悬索形成新的热应力构型,影响张拉力和垂度大小.温度变化对于悬索非线性动力学方程的影响可通过与索力和垂度相关的两个无量纲参数体现.基于考虑温度变化影响下的悬索面内非线性动力学方程,利用Galerkin法对运动方程进行离散,运用多尺度法求解1/2和1/3单模态面内次谐波共振响应的近似解,并得到了相应的幅频响应方程,通过数值算例从定性和定量的角度探究温度变化对其共振响应的具体影响.算例研究表明温度变化对悬索次谐波共振响应特性影响明显,且不同垂跨比的悬索其振动特性受温度变化的影响有区别.当垂跨比较小时,一定程度的温度变化会导致其振动特性发生定性和定量的改变,改变幅频响应曲线的偏转方向及程度,影响共振区间及响应幅值.当垂跨比进一步增加后,温度变化仅会产生定量影响,改变幅频响应曲线偏转程度,影响系统共振幅值.由于悬索存在初始张拉力,相同程度的升温和降温对悬索次谐波振动特性的影响不对称.