Приложение В (рекомендуемое). Упрощенная методика определения амплитуд при вихревом возбуждении

Приложение В
(рекомендуемое)

Упрощенная методика
определения амплитуд при вихревом возбуждении

В.1 Методика основана на следующих допущениях:

- аэродинамическая нагрузка распределена по длине пролета пропорционально форме колебаний;

- коэффициент аэродинамического возбуждения с _а', число Струхаля Sh и ЛДК постоянны.

В.2 Усилия в конструкции с постоянной по длине формой сечения при вихревом возбуждении Q(z) следует определять из расчета на воздействие сил инерции при колебаниях ПС, представленных неравномерно распределенной нагрузкой, по формуле

,

(В.1)

где - амплитудное значение возбуждающей аэродинамической силы на единицу длины ПС, при  = 1, Н/м;

m(z) - погонная масса, кг/м;

- ЛДК;

m _e - эквивалентная погонная масса, определяемая по 14.2, кг/м;

- форма колебаний, у которой  = 1;

- плотность воздуха, принимаемая по приложению Ж, кг/м ³;

f - частота собственных колебаний, Гц;

H - характерная высота балки жесткости, определяемая в соответствии с приложением А, м;

с _а' - коэффициент аэродинамического возбуждения, приведенный к фронтальной площади по В.5;

Sh - число Струхаля, принимаемое по В.5.

Коэффициенты с _а' и с _а связаны соотношением

.

(В.2)

Если погонная масса m(z) вблизи опоры (на расстоянии 1/5 от длины соседних пролетов) не превышает более чем в два раза погонную массу в центре пролета, то нагрузку Q(z) допускается вычислять по формуле

.

(В.3)

В.3 Амплитуду колебаний следует определять как перемещения, вызванные инерционной нагрузкой, в соответствии с В.2.

Максимальную амплитуду колебаний при вихревом возбуждении для конструкций, указанных в В.2, в сечении  = 1 допускается вычислять по формуле

,

(В.4)

где Sh - число Струхаля, принимаемое по В.5;

Sc - число Скрутона, определяемое по 14.1.

В.4 Для консоли, образующейся при навесной сборке или продольной надвижке и имеющей участки различного сечения, следует рассмотреть возможность вихревого возбуждения для каждого из участков.

Амплитуду колебаний консоли следует определять по результатам динамического расчета на воздействие аэродинамических сил, распределенных по длине соответствующего участка. Интенсивность аэродинамических сил вычисляют по формуле

,

(В.5)

где f - собственная частота вертикальных колебаний, Гц.

Расчет следует выполнять до достижения установившихся резонансных колебаний.

Для консолей без аванбека, имеющих на конце участок без плит, амплитуду колебаний, возбуждаемых этим участком, допускается вычислять по приближенной формуле

,

(В.6)

где L _y - длина участка на конце консоли, м;

L _K - полная длина консоли, м;

Sc, Sh - числа Скрутона и Струхаля для участка на конце консоли;

с _а' - коэффициент аэродинамического возбуждения для участка на конце консоли, приведенный к фронтальной площади по В.5.

В.5 Коэффициент аэродинамического возбуждения с _а' для ПС на стадии эксплуатации при отсутствии экспериментальных данных допускается принимать равным 0,5. Для участков консоли с убранными плитами или аванбека с балками со сплошной стенкой коэффициент с _а' допускается приближенно принимать равным 1,0.

При отсутствии экспериментальных данных, для учета влияния индивидуальных особенностей аэродинамического профиля поперечного сечения, допускается число Струхаля для определения амплитуды и инерционной нагрузки принимать равным 0,85 от значения, определяемого по рисунку 3.

Для участков консоли с убранными плитами или аванбека с балками со сплошной стенкой при отсутствии экспериментальных данных допускается приближенно принимать Sh равным 0,15.

Допускается уточнять значения числа Струхаля Sh и коэффициента с _а' по данным испытаний динамически-подобной секционной модели. При этом величину с _а' вычисляют по формуле

,

(В.7)

где М _сек - масса секционной модели и приведенная масса упругих подвесок, кг;

Н _сек и L _сек - высота и длина секционной модели соответственно, м;

- ЛДК секционной модели;

Sh - экспериментально определенное число Струхаля;

A _max - максимальная амплитуда установившихся колебаний при вихревом возбуждении, м.