Flutter analysis of long-span bridges using ANSYS

Hua, X.G.; Chen, Z.Q.; Ni, Y.Q.; Ko, J.M.

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자료유형: 학술저널

저자정보: Hua, X.G. (Department of Civil and Structural Eng., The Hong Kong Polytechnic University) Chen, Z.Q. (College of Civil Engineering, Hunan University) Ni, Y.Q. (Department of Civil and Structural Engineering, The Hong Kong Polytechnic University) Ko, J.M. (Department of Civil and Structural Engineering, The Hong Kong Polytechnic University)

저널정보: 테크노프레스 Wind & structures Wind & structures 제10권 제1호

발행연도: 2007.1

수록면: 61 - 82 (22page)

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This paper presents a novel finite element (FE) model for analyzing coupled flutter of long-span bridges using the commercial FE package ANSYS. This model utilizes a specific user-defined element Matrix27 in ANSYS to model the aeroelastic forces acting on the bridge, wherein the stiffness and damping matrices are expressed in terms of the reduced wind velocity and flutter derivatives. Making use of this FE model, damped complex eigenvalue analysis is carried out to determine the complex eigenvalues, of which the real part is the logarithm decay rate and the imaginary part is the damped vibration frequency. The condition for onset of flutter instability becomes that, at a certain wind velocity, the structural system incorporating fictitious Matrix27 elements has a complex eigenvalue with zero or near-zero real part, with the imaginary part of this eigenvalue being the flutter frequency. Case studies are provided to validate the developed procedure as well as to demonstrate the flutter analysis of cable-supported bridges using ANSYS. The proposed method enables the bridge designers and engineering practitioners to analyze flutter instability by using the commercial FE package ANSYS.

#long-span bridge #coupled flutter #instability #complex eigenvalue analysis #finite element #FE) model #ANSYS

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Hua, X.G.

소속기관 Department of Civil and Structural Eng., The Hong Kong Polytechnic University

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Chen, Z.Q.

소속기관 College of Civil Engineering, Hunan University

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