集中质量对耦合索股自振特性及索力测试的影响

摘要

现有研究常将缆索视作质量均匀分布的柔性构件，但实际工程中也存在大量带集中质量的单索或多索结构。为研究集中质量对此类结构自振特性的影响以及振动频率法对于此类结构索力识别的适用性，首先，构建了带集中质量的耦合索股结构的力学模型，通过理论推导得到了结构的频率方程；然后，通过振动试验和有限元仿真分析对理论推导的正确性进行了验证；最后，考察了集中质量对系统自振特性的影响，并对振动频率法测试此类结构索力的适用性进行了探讨。研究结果表明，集中质量的大小和作用位置会影响索结构自振频率；对于集中质量耦合的多索结构，结构振动特性既具有独立性又具有耦联性；在实际工程中，可以通过作用位置确定偏差最大值出现的主振阶次，通过质量大小确定偏差幅值，控制偏差值满足工程需求后，可直接用振动频率法进行计算。

关键词

索股系统 / 集中质量 / 自振频率 / 振动频率法

基金资助

国家自然科学基金(52178138,51908382); 石家庄铁道大学研究生创新资助项目(YC2023067); 中央引导地方科技发展资金项目(246Z5409G)