第一章 绪论 | 第1-23页 |
1.1 近地风的特性 | 第11-13页 |
1.1.1 平均风的描述 | 第11-12页 |
1.1.2 脉动风的描述 | 第12-13页 |
1.2 风对结构的作用 | 第13-14页 |
1.3 高耸结构的分类和发展 | 第14-16页 |
1.3.1 高耸结构的分类 | 第14页 |
1.3.2 高耸结构的发展 | 第14-16页 |
1.4 高耸结构风振响应研究现状 | 第16-17页 |
1.5 高耸结构风振疲劳研究现状 | 第17-18页 |
1.6 本文的主要工作 | 第18-19页 |
参考文献 | 第19-23页 |
第二章 气动弹性模型风洞试验研究 | 第23-40页 |
2.1 结构参数和动力特性计算 | 第24-26页 |
2.1.1 结构参数 | 第24-25页 |
2.1.2 结构动力特性计算 | 第25-26页 |
2.2 气弹模型的设计和制作 | 第26-30页 |
2.2.1 相似准则与模拟问题 | 第26-28页 |
2.2.2 模型的设计与模态试验 | 第28-30页 |
2.2.3 模型的制作 | 第30页 |
2.3 风洞流场的模拟 | 第30-32页 |
2.3.1 风场模拟 | 第30-31页 |
2.3.2 风场特性测试 | 第31-32页 |
2.4 天平测力试验 | 第32-34页 |
2.4.1 测试原理和测试设备 | 第32-33页 |
2.4.2 气动力系数测试结果 | 第33-34页 |
2.5 测振试验 | 第34-38页 |
2.5.1 测量与分析仪器 | 第34页 |
2.5.2 试验工况和试验步骤 | 第34-35页 |
2.5.3 振动响应测试结果 | 第35-38页 |
2.6 本章结论 | 第38页 |
参考文献 | 第38-40页 |
第三章 高耸结构风振响应计算 | 第40-77页 |
3.1 顺风向风荷载 | 第40-41页 |
3.2 时域内计算顺风向风振响应 | 第41-44页 |
3.2.1 脉动风速时程的模拟 | 第42-43页 |
3.2.2 Newmark法求解结构动力响应 | 第43-44页 |
3.3 频域内计算顺风向响应 | 第44-57页 |
3.3.1 频域法基本原理 | 第44-46页 |
3.3.2 等效静力风荷载法 | 第46-57页 |
3.3.2.1 响应的背景分量和共振分量 | 第47-50页 |
3.3.2.2 阵风因子法(GF) | 第50-51页 |
3.3.2.3 荷载组合法(LC) | 第51-54页 |
3.3.2.4 风振系数法 | 第54-56页 |
3.3.2.5 各种等效风荷载分布的比较 | 第56-57页 |
3.4 风和结构的耦合作用 | 第57-58页 |
3.5 横风向响应计算 | 第58-60页 |
3.5.1 雷诺数和绕圆柱体二维流动 | 第58页 |
3.5.2 涡致共振和锁定现象 | 第58-59页 |
3.5.3 涡致随机振动 | 第59-60页 |
3.6 结构风振可靠性分析 | 第60-62页 |
3.6.1 可靠度的基本概念 | 第60-61页 |
3.6.2 穿越分析 | 第61-62页 |
3.7 计算实例 | 第62-74页 |
3.7.1 时域法计算结果 | 第63-64页 |
3.7.2 频域法计算结果 | 第64-70页 |
3.7.3 考虑耦合作用的计算结果 | 第70-71页 |
3.7.4 横风向响应计算结果 | 第71页 |
3.7.5 和风洞试验结果的比较 | 第71-72页 |
3.7.6 风振可靠性计算结果 | 第72-74页 |
3.8 本章结论 | 第74页 |
参考文献 | 第74-77页 |
第四章 高耸结构风振疲劳的累积损伤分析 | 第77-102页 |
4.1 疲劳问题的基本概念 | 第77-80页 |
4.1.1 疲劳的定义 | 第77-78页 |
4.1.2 疲劳破坏的过程 | 第78页 |
4.1.3 疲劳破坏和静力破坏的区别 | 第78页 |
4.1.4 疲劳极限与疲劳寿命 | 第78-79页 |
4.1.5 疲劳曲线 | 第79-80页 |
4.2 疲劳设计方法 | 第80页 |
4.2.1 总寿命法 | 第80页 |
4.2.2 损伤容限法 | 第80页 |
4.3 疲劳累积损伤理论 | 第80-81页 |
4.4 时域内计算疲劳累积损伤 | 第81-83页 |
4.4.1 雨流法的原理 | 第82-83页 |
4.4.2 雨流法的计数模型 | 第83页 |
4.5 频域内计算疲劳累积损伤 | 第83-87页 |
4.5.1 等效应力法 | 第84-85页 |
4.5.2 等效窄带法 | 第85-86页 |
4.5.3 改进等效窄带法 | 第86-87页 |
4.5.4 累积疲劳损伤的上下限 | 第87页 |
4.6 疲劳寿命的估算 | 第87-91页 |
4.6.1 平均风速的分布 | 第88-89页 |
4.6.2 风向角的分布 | 第89页 |
4.6.3 疲劳累积损伤的闭合公式 | 第89-90页 |
4.6.4 横风向振动的影响 | 第90-91页 |
4.7 结构风振疲劳可靠性分析 | 第91-95页 |
4.8 计算实例 | 第95-98页 |
4.8.1 疲劳累积损伤计算结果 | 第95-97页 |
4.8.2 疲劳寿命估算 | 第97页 |
4.8.3 疲劳可靠性计算结果 | 第97-98页 |
4.9 本章结论 | 第98-99页 |
参考文献 | 第99-102页 |
第五章 高耸结构风振疲劳的裂纹扩展分析 | 第102-128页 |
5.1 疲劳裂纹扩展理论 | 第102-105页 |
5.1.1 断裂力学和应力强度因子 | 第102-103页 |
5.1.2 裂纹增长速率和裂纹增长曲线 | 第103-104页 |
5.1.3 确定性裂纹增长模型的疲劳寿命计算 | 第104-105页 |
5.2 疲劳问题的随机性 | 第105-106页 |
5.3 随机裂纹扩展模型 | 第106-110页 |
5.3.1 Monte-Carlo模拟法 | 第108-109页 |
5.3.2 二次矩近似法 | 第109-110页 |
5.3.3 分布近似 | 第110页 |
5.4 平均风速分布的考虑 | 第110-117页 |
5.4.1 平均风速的时间相关性 | 第110-112页 |
5.4.2 模拟非高斯过程的ZMNL方法 | 第112-114页 |
5.4.3 模拟Weibull分布随机过程的具体实现 | 第114-115页 |
5.4.4 滤波器设计 | 第115页 |
5.4.5 考虑平均风速影响的二次矩近似法 | 第115-117页 |
5.5 破坏概率 | 第117-118页 |
5.6 计算实例 | 第118-124页 |
5.6.1 恒幅荷载作用下的裂纹扩展计算结果 | 第118-119页 |
5.6.2 考虑平均风速分布的计算结果 | 第119-122页 |
5.6.3 对应于不同使用期限的破坏概率 | 第122页 |
5.6.4 影响裂纹扩展的因素 | 第122-124页 |
5.7 本章结论 | 第124-125页 |
参考文献 | 第125-128页 |
第六章 总结和展望 | 第128-130页 |
6.1 本文工作的总结 | 第128-129页 |
6.2 进一步工作的展望 | 第129-130页 |
致谢 | 第130页 |