悬索因为其受力合理、节约材料、施工快捷和造型多彩等优点,而被广泛应用于桥梁结构和大跨度建筑物。由于长期暴露在自然环境中,索结构施工和运营维护阶段极易受到环境温度变化的影响。研究表明温度变化对索结构振动特性的影响,与损伤和外荷载导致的振动特性变化处于同一个数量级。因此,为保证结构施工和运营阶段安全,亟需探究悬索这类典型的柔性结构的线性与非线性振动特性受环境温度变化的影响。据此,本文的主要研究工作如下:(1)研究温度变化对悬索线性振动特性的影响。考虑温度变化对悬索初始构形的影响,引入反映温度变化影响的无量纲参数,建立悬索在热应力下的运动方程。分析了不同Irvine参数的悬索,其模态频率和模态振型受温度变化的影响情况。研究表明温度变化对频率和正对称模态振型的影响情况,与Irvine参数的大小密切相关。但反对称模态振型不受温度变化影响;(2)研究温度变化对悬索超/次谐波共振特性的影响。采用Hamilton变分原理,引入与温度变化相关的无量纲参数,获得了悬索面内非线性运动方程。利用Galerkin方法,得到离散后的常微分方程。利用多尺度法,求得超/次谐波共振响应的幅频响应方程,得到运动方程的一阶近似解。通过幅频响应曲线、时程曲线和相图等,分析温度变化对悬索超/次谐波共振特性的影响情况。研究表明温度变化会使不同垂跨比的悬索振动特性发生明显的定性和定量的变化。且由于初始张力的存在,相同程度的升温与降温条件对结构振动特性的影响是不对称的;(3)研究温度变化对多频激励下悬索振动特性的影响。基于热环境中受多频激励作用下悬索的非线性运动方程,采用多尺度法,求解同时发生主、次、超谐波或组合共振时,非线性系统的幅频响应方程及其稳态解的稳定性。通过幅频响应曲线、时程曲线、庞加莱截面等,分析了温度变化对多频激励下悬索非线性振动特性的影响情况。研究表明在多频激励下悬索的振动特性将变得更加复杂,非线性系统同时展现出多类共振响应特性,导致稳态解数量增加。最后采用龙格-库塔法验证了多尺度法的近似计算结果。