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膜结构充电桩屋盖风振响应的研究
编辑:山东双天金属制品有限公司   时间:2021-03-28

  索结构、膜结构等柔性体系自振频率低,是风敏锐性结构,因而研究这类结构在风作用下的动力响应具有重要意义。在膜结构充电桩的设计中,风是起决定性作用的主要外荷载。

  对于不同的柔性屋盖体系,其风振特性也有差别。采用传统刚性屋面的悬索结构具有较好的整体工作性能(局部变形较小),结构的整个位移对空气流场的影响不大。这类结构在脉动风作用下的振动一般属于限幅随机振动。针对这类结构体系自振频率密集和振型相互耦合的特点,人们发展了一种随机振动的数值分析方法,并对椭圆形和菱形平面的索网结构进行大规模参数的分析。进行了若干个气弹模型的风洞试验,和理论分析结果相互对照。从适用目的出发,提出了非线性体系的广义风振系数的概念,并根据参数分析结果给出了这些系数的设计值。

  与上述悬索结构比较,膜结构和索-膜结构的风振具有不同特点。膜既是受力的构件又是为覆面材料,质轻而又薄,局部的刚度较小,在风的作用下,局部的膜单元速度与加速响应较大,可能会对周边的流场产生影响,导致较显明的气弹反应和可能的动力失稳现象。研究这一问题在理论上有较大难度,因而风洞试验一直被认为是主要的研究方法。

红姐高手论坛-www851212红姐com-这里才是红姐统一图库  有研究人员也进行了具有不同参数的鞍形和伞形膜结构充电桩共七个气弹模型的风洞试验。但风洞试验也有其局限性,在缩尺实验中某些相似参数的模拟和某些物理量的准确观测均非易事。人们也发展了一种以风速曲线的人工模拟为基础的非线性随机振动时域分析方法,而且在运动方程中考虑了结构振动速度对风压的修正。

  大量计算实例表明,日常所用计算方法能较好地反映膜结构风致的动力响应,与风洞试验的结果也比较吻合,但这类随机振动分析方法都是建立在来流已知的基础上的,它们无法考虑由于结构振动引起的局部流场的变化,即实际上没法考虑真实的流固耦合作用。

  此外,充电桩膜结构的形状比较复杂,其周边流场的变化多端,边界层分离后的尾端形成机理与研究得较多的平板型结构也有较大差异,一些关键参数无法通过理论分析或类比已有经验结果得到。

  因此,借鉴桥梁、飞机等其它学科领域的风振研究经验,我们认为发展相应的流体力学研究手段,开发适用于膜结构充电桩等工程领域的数值风洞,以便对结构响应与周围流场的变化作出越准确的描述,并对多种可能的气弹失稳现象进行探索,是一种有前途的研究方法。

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