結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)與靜力學(xué)的區(qū)別

2016-12-16 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的目的是:獲得結(jié)構(gòu)內(nèi)力及位移反應(yīng)的大小及隨時(shí)間歷程。

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)與靜力學(xué)的區(qū)別在于:(1)荷載隨的大小方向作用點(diǎn)隨時(shí)間而改變;(2)本質(zhì)區(qū)別:有慣性力的存在。

1 動(dòng)力問(wèn)題--解決四類(lèi)問(wèn)題:

反應(yīng)問(wèn)題:已知體系和激勵(lì),求反應(yīng);

識(shí)別問(wèn)題:已知激勵(lì)和反應(yīng),求體系;

測(cè)量問(wèn)題:已知體系和反應(yīng),求激勵(lì);

控制問(wèn)題:已知激勵(lì)和體系,通過(guò)調(diào)節(jié)控制系數(shù)來(lái)改變結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。

2 動(dòng)力方程的建立及求解

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

2)動(dòng)力方程建立方法:達(dá)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(dòng)力問(wèn)題求解及相關(guān)問(wèn)題:

(1)基礎(chǔ):單自由度體系

(2)擴(kuò)展:多自由度體系

(3)結(jié)構(gòu)的基本動(dòng)力特性:周期、振型和阻尼比。

振型:結(jié)構(gòu)體系自由振動(dòng)的位移形態(tài),N個(gè)自由度的體系有N個(gè)振型,每個(gè)振型對(duì)應(yīng)一個(gè)自振頻率。

3 動(dòng)力學(xué)的實(shí)際應(yīng)用之地震工程

人類(lèi)對(duì)地震作用及地震作用對(duì)結(jié)構(gòu)影響的認(rèn)識(shí)是一個(gè)逐步發(fā)展、遞進(jìn)的過(guò)程。

(1)震度法:由日本學(xué)者提出,是人類(lèi)第一次企圖用數(shù)學(xué)的方法來(lái)解釋復(fù)雜的地震現(xiàn)象。

(2)強(qiáng)震觀測(cè):其方法和思路最早由日本偉大的地震工程先驅(qū)末廣恭二提出,但最早在美國(guó)開(kāi)始應(yīng)用,1933年美國(guó)長(zhǎng)灘地震獲得了首批地震動(dòng)記錄,為后來(lái)的反應(yīng)譜理論和時(shí)程分析理論提供了必要條件。

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

(4)時(shí)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(jié)構(gòu)的反應(yīng)的最好方法,隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,更推動(dòng)了逐步積分法的應(yīng)用。

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