振动与冲击

作者：张伟峰，张志田，张显雄，陈政清

单位：湖南大学 土木工程学院 风工程与桥梁工程湖南省重点实验室，长沙 410082

关键词：桥梁；风洞试验；颤振导数；气动导纳；阶跃函数；Theodorsen函数

桥梁断面的气动导纳，除了利用风洞试验直接识别外，Scanlan通过假定Wagner函数和Kussner函数等效提出了利用颤振导数表示的气动导纳关系式，Hatanaka等人提出利用&ldquo;等效&rdquo;的Theodorsen函数表示的气动导纳。这两种方法虽然简化了气动导纳的识别，但是在逻辑上都存在问题。本文利用风洞试验，识别了平板断面和长宽比为4的矩形断面的颤振导数和气动导纳函数。通过比较识别的气动导纳与利用上述两种方法计算的气动导纳，验证了这两种方法的不合理性。研究结果表明：通过等效的阶跃函数推导的气动导纳函数，因为忽略了高阶运动模式，所以导致识别的气动导纳随着折算频率的增加，与试验直接识别的气动导纳的差距逐渐增大，并最终趋向于一个极限值；这种方法仅在脉动风波长远大于断面特征长度时是适用的；根据等效的Theodorsen函数表示的气动导纳函数，在低频范围内也与直接试验结果较为接近，但是在高频范围内却表现出周期性的波动，而且对于钝体的矩形断面这种波动性更大。这种波动是由于采用了某种等效的Theodorsen函数来描述物体的气动性能，在Theodorsen函数变化后，却保持Theodorsen函数的组成函数维持不变这种逻辑上的错误造成的。<br>

来源：2018年第5期

《振动与冲击》期刊编辑部

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