結構動力學與靜力學的區別

2016-12-16  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

結構動力學與靜力學的區別在于:(1)荷載隨的大小方向作用點隨時間而改變;(2)本質區別:有慣性力的存在。

1 動力問題--解決四類問題:

反應問題:已知體系和激勵,求反應;

識別問題:已知激勵和反應,求體系;

測量問題:已知體系和反應,求激勵;

控制問題:已知激勵和體系,通過調節控制系數來改變結構的反應。

2 動力方程的建立及求解

1)離散化方法:集中質量法、廣義自由度法和有限元法。核心問題:質量分布、剛度分布、阻尼。

2)動力方程建立方法:達朗貝爾原理(受力平衡原理)、虛功(位移)原理、hamilton原理(變分原理)。

3)動力問題求解及相關問題:

(1)基礎:單自由度體系

(2)擴展:多自由度體系

(3)結構的基本動力特性:周期、振型和阻尼比。

振型:結構體系自由振動的位移形態,N個自由度的體系有N個振型,每個振型對應一個自振頻率。

3 動力學的實際應用之地震工程

人類對地震作用及地震作用對結構影響的認識是一個逐步發展、遞進的過程。

(1)震度法:由日本學者提出,是人類第一次企圖用數學的方法來解釋復雜的地震現象。

(2)強震觀測:其方法和思路最早由日本偉大的地震工程先驅末廣恭二提出,但最早在美國開始應用,1933年美國長灘地震獲得了首批地震動記錄,為后來的反應譜理論和時程分析理論提供了必要條件。

(3)反應譜法:表示某一地震作用下,不同周期結構(指定阻尼比)地震反應(位移、速度、加速度)的最大值;是地震工程發展中的重要里程碑;適用于求解線彈性體系的反應。

(4)時程分析:1959年,Newmark提出的逐步積分法是求解任意地震作用下非線性結構的反應的最好方法,隨著電子計算機技術的發展,更推動了逐步積分法的應用。

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