基于传递矩阵法的周期性圆形隧道结构振动特性分析  被引量:1

Vibration Characteristics Analysis of the Periodic Circular Tunnel based on Transfer Matrix Method

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作  者:鞠海燕[1,2] 扶名福[1,2] 丁江澍 徐斌[2] 

机构地区:[1]南昌大学建筑工程学院南昌市330031 [2]南昌工程学院江西省水利土木特种加固与安全监控工程研究中心南昌市330099 [3]佛山市禅城区建设工程质量安全检测站佛山市528000

出  处:《公路》2017年第11期279-283,共5页Highway

基  金:国家自然科学基金项目,项目编号51269021,51569016;江西省科技厅项目,项目编号20133ACB20006,20122BBG70174,20142BAB206001,S2016SFYBG0137;江西省教育厅科技项目,项目编号GJJ14756;赣鄱英才555工程

摘  要:基于声子晶体理论和Flugge壳体理论,建立了圆形隧道环径向轴对称波动微分方程,数值分析了周期性隧道结构的能带特性。利用传递矩阵法建立了相邻胞元间的传递矩阵,推导了周期性隧道各胞元环径向轴对称波动动态刚度矩阵。结合数值算例分析了弹性模量变化和几何尺寸变化对隧道波的传播特性的影响,数值结果表明,振动波在传播过程中存在禁带域和通带域,长度比的变化对周期性隧道禁带的幅值、宽度和个数影响显著,因此可以通过调整结构尺寸参数改变结构中波的传播特性,该研究可以为结构的抗震设计、减振控制提供一种新思路。Based on the phononic crystal theory and Flugge shell theory, the radial axi-symmetric vibration equations of cylindrical shell is established, the periodic circular tunnel is obtained, and the transfer matrix dynamic stiffness matrix of each cell in the between the adjacent ceils is derived based on the transfer matrix method. The effects of elastic modulus and geometric sizes on the wave propagation characteristics are analyzed according to the numerical examples. Numerical results show that there exist the band gap and the pass gap in the process of wave propagation when the wave propagates in the periodic circular tunnel, the change of the length ratio has a significant impact on the amplitude, width and number of the gap band. Therefore, it is possible to change the wave propagation characteristics of the structure by adjusting the structural dimension parameters, which control of the structure. provides a new way for the design and vibration control of the structure.

关 键 词:Flugge壳体理论 传递矩阵法 能量带 振动特性 分析 

分 类 号:U452.28[建筑科学—桥梁与隧道工程]

 

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