結(jié)構(gòu)動力學(xué)與靜力學(xué)的區(qū)別

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

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

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

1 動力問題--解決四類問題:

反應(yīng)問題:已知體系和激勵,求反應(yīng);

識別問題:已知激勵和反應(yīng),求體系;

測量問題:已知體系和反應(yīng),求激勵;

控制問題:已知激勵和體系,通過調(diào)節(jié)控制系數(shù)來改變結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。

2 動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。核心問題:質(zhì)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(guān)問題:

(1)基礎(chǔ):單自由度體系

(2)擴展:多自由度體系

(3)結(jié)構(gòu)的基本動力特性:周期、振型和阻尼比。

振型:結(jié)構(gòu)體系自由振動的位移形態(tài),N個自由度的體系有N個振型,每個振型對應(yīng)一個自振頻率。

3 動力學(xué)的實際應(yīng)用之地震工程

人類對地震作用及地震作用對結(jié)構(gòu)影響的認識是一個逐步發(fā)展、遞進的過程。

(1)震度法:由日本學(xué)者提出,是人類第一次企圖用數(shù)學(xué)的方法來解釋復(fù)雜的地震現(xiàn)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(qū)末廣恭二提出,但最早在美國開始應(yīng)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(yīng)譜理論和時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,隨著電子計算機技術(shù)的發(fā)展,更推動了逐步積分法的應(yīng)用。

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