氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn)是認(rèn)識(shí)膜結(jié)構(gòu)流固耦合現(xiàn)象，揭示耦合振動(dòng)機(jī)理的最為直接和有效的手段。Minami等6J利用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)觀測(cè)了單向懸掛膜結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的振動(dòng)，研究表明，膜結(jié)構(gòu)的氣彈失穩(wěn)形式為顫振，發(fā)生氣彈失穩(wěn)的前提是預(yù)應(yīng)力較小或?yàn)榱?。Kimoto等基于風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)用薄翼理論推導(dǎo)了柔性單向懸掛屋蓋的氣彈失穩(wěn)準(zhǔn)則，研究表明，在低風(fēng)速下結(jié)構(gòu)位移較小且隨風(fēng)速增長(zhǎng)緩慢，但當(dāng)風(fēng)速超過(guò)某-l臨界值后，位移迅速增大，并且該風(fēng)速對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)振幅出現(xiàn)峰值，可以認(rèn)定此時(shí)結(jié)構(gòu)發(fā)生氣彈失穩(wěn)。Miyake等_98J通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)類(lèi)似卡門(mén)渦街式的旋渦脫落作用是產(chǎn)生屋面風(fēng)致振動(dòng)的主要原因。Vitale等對(duì)一種多孔織物布單向懸掛屋蓋進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)在來(lái)流作用F有三種振動(dòng)形態(tài)：在較低的風(fēng)速下，膜片前半部輕微抬起，后半部向下垂落，整體風(fēng)壓合力向下；當(dāng)風(fēng)速達(dá)到某一臨界值后，膜片前半部接近水平而后半部呈現(xiàn)一種類(lèi)似行波運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定狀態(tài)，整體風(fēng)J玉合力接近丁零；隨著風(fēng)速的進(jìn)一步增大，膜片在風(fēng)吸力的作用下，又呈現(xiàn)為穩(wěn)定的反向變形狀態(tài)，此時(shí)的整體風(fēng)壓合力向上。Uematsu等l1∞】對(duì)菱形平面雙曲拋物面膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了氣彈模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)來(lái)流沿雙曲拋物面兩高點(diǎn)連線方向時(shí)，特定風(fēng)速下模型出現(xiàn)單頻振動(dòng)，脈動(dòng)位移大幅增加隨后衰減，出現(xiàn)類(lèi)似于渦激共振的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)阻尼較大時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)位移跳躍和頻率“鎖定”的現(xiàn)象。

有些學(xué)者從氣動(dòng)彈性力學(xué)的角度提出了一種理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的簡(jiǎn)化氣彈力學(xué)模型，其基本思想是將風(fēng)與結(jié)構(gòu)之間的耦合作用歸結(jié)為附加質(zhì)量、氣動(dòng)阻尼等具有一定物理意義的附加氣動(dòng)力參數(shù)，這些參數(shù)可通過(guò)氣彈模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，從而使耦合作用問(wèn)題簡(jiǎn)化為受迫振動(dòng)問(wèn)題。Kawai等[】叭]應(yīng)用強(qiáng)迫振動(dòng)方法研究了結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率、振幅和振動(dòng)模態(tài)等因素對(duì)附加氣動(dòng)力的影響，以及結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)氣彈失穩(wěn)時(shí)的臨界風(fēng)速。武岳等[102]通過(guò)氣彈模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)測(cè)定了多個(gè)模型的附加質(zhì)量、氣動(dòng)阻尼等參數(shù)及其隨來(lái)流風(fēng)速、風(fēng)向、結(jié)構(gòu)剛度和結(jié)構(gòu)振動(dòng)模態(tài)的變化規(guī)律。

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