架空索道索摩擦滑移分析及在动荷载下的响应分析

论文摘要

架空索道作为一种轻质、高效、大跨和经济的交通运输工具,在山区、景区及工矿企业中使用日益广泛。索道的高效、经济、节能,以及对环境影响轻微等优点日益得到人们的共识。本文首先介绍了架空索道在国内外的应用及它的发展历史轨迹,并且还简要介绍了架空索道目前的分析理论,提出了本文要研究的内容、目的和意义。索的发展应用需要索理论的支持,所以索理论也需要不断的完善。本文就目前常用的两种对索的计算理论进行了一些对比,通过比较得出了不同理论计算下的误差,并对误差进行分析得出在不同的索工程中选择合理的计算理论。本文还建立了摩擦滑移单元,并采用的二维索段刚度矩阵分析法对摩擦力进行了计算。同时本文对索进行了有限元简化模型的静力分析和动力分析,在动力分析中平面内采用简谐荷载,平面外采用脉动风荷载来对悬索的风振响应进行分析。最后在上述研究的基础上,总结全文,提出了本文得出的几点结论,并对有待进一步研究的问题提出了建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 架空索道的发展
• 1.1.1 架空索道概述
• 1.1.2 国内索道的发展
• 1.1.3 国外架空索结构的发展
• 1.2 架空索道的特点及发展前景
• 1.2.1 架空索道的优点
• 1.2.2 未来我国索结构的发展前景
• 1.3 架空索道的理论
• 1.4 索研究提出的问题及本文研究的内容及意义
• 1.4.1 问题的提出
• 1.4.2 本文的主要内容及意义
• 第二章 索计算理论分析
• 2.1 索的计算理论假设
• 2.2 索理论分析
• 2.2.1 悬链线理论
• 2.2.2 抛物线理论
• 2.3 索曲线函数表达
• 2.3.1 悬链线索曲线函数表达
• 2.3.2 抛物线索曲线函数表达
• 2.3.3 摄动法计算下索曲线函数表达
• 2.3.4 三种计算情况下索曲线比较
• 2.4 索挠度分析
• 2.4.1 悬链线理论计算索挠度
• 2.4.2 抛物线理论计算索挠度
• 2.4.3 摄动法计算索挠度
• 2.4.4 三种计算情况下索挠度比较
• 2.5 索长计算
• 2.5.1 悬链线理论计算索长
• 2.5.2 抛物线理论计算索长
• 2.5.3 摄动法计算索长
• 2.5.4 三种计算情况下索长比较
• 2.6 本章小结
• 第三章 索摩擦滑移分析
• 3.1 二维索段刚度矩阵分析
• 3.1.1 弹性悬链线索单元
• 3.1.2 索在支点处的滑移刚度
• 3.2 摩擦滑移索计算分析
• 3.3 连续长索摩擦滑移迭代
• 3.4 单元考证及算例比较分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 索有限元静力分析
• 4.1 索的有限元简化模型
• 4.1.1 索单元计算
• 4.1.2 等效弹性模量
• 4.1.3 整体刚度矩阵
• 4.2 整体刚度修正
• 4.2.1 Newton-Raphson法
• 4.2.2 Matlab程序编制流程
• 4.3 算例分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 索有限元动力分析
• 5.1 索振动方程
• 5.1.1 索自由振动
• 5.1.2 简谐荷载下的振动响应
• 5.1.3 增量法（时程分析法）
• 5.1.4 算例分析
• 5.2 平面外索振动模型简化
• 5.2.1 脉动风荷载模拟
• 5.2.2 达文波特（Davenport）风速谱
• 5.3 实例计算与分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 本文不足及改进
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间所发表的学术论文