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摘要
类矩形断面因其本身较钝的气动外形而容易发生俗称为“软驰振”的风致自激振动。与经典驰振不同，这种振动不会无限发散，而是最终收敛于一个具有稳定振幅的极限环振动状态，表明其自激力存在显著的非线性特性。此外，随时间不断变化的振动特性体现其同时具有明显的非定常效应。在实际桥梁工程中一些类矩形钢立柱、钢吊杆或钢梁，都可能由于其钝体外形以及低质量、低阻尼等特性而发生这种非定常非线性驰振，因此有必要对其非定常非线性驰振响应进行精确预测。本文以宽高比为3:2的矩形断面为对象，首先识别了二维驰振自激力非线性数学模型的参数；然后，考虑到驰振的非线性主要体现在其气动阻尼非线性效应上、而其气动刚度非线性效应较弱的特点，引入了振型分解法，提出了考虑结构振型和竖向平均风剖面影响的钝体立柱非定常驰振响应的三维非线性分析方法，开展了两种典型风剖面来流作用下的3:2宽高比矩形断面立柱非定常非线性驰振响应的理论分析和气动弹性模型风洞试验案例研究，并通过比较试验与理论分析结果，验证了所提出的钝体立柱非定常驰振三维非线性分析方法的可行性和可靠性。
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单位土木工程防灾国家重点实验室; 同济大学
