结构动力学(课用)浅析.pptVIP

结构动力学;主要内容;;第一章 绪论;1.1 动力问题的基本特征 动力问题：地震作用下建筑结构的震动； 风荷载作用下大型桥梁、高层结构的振动； 机器转动产生的不平衡力引起的大型机器基础的振动； 车辆运行中由于路面不平顺引起的车辆振动及车辆引起的路面振 动； 爆炸荷载作用下防护工事的冲击动力反应； 海洋工程结构在波浪、冰激、台风等动力荷载作用下的反应； 等等，量大而面广 。 结构静力反应和动力反应不同的外因：荷载不同 （是否随时间变化） 静荷载：大小、方向和位置不随时间变化或缓慢变化的荷载。 如结构的自重、雪荷载等。 动荷载：随时间快速变化或在短时间内突然作用或消失的荷载。 荷载随时间变化是指其大小、或方向、或作用点随时间改变， 作用点随时间变化的荷载称为移动荷载 ;结构动力问题的基本特征： 1、动力问题随时间而变化，必须建立反应时程中感兴趣的全部时间点上的一系列解。 2、与静力问题相比，由于动力反应中结构的位移随时间迅速变化，从而产生惯性力，惯性力对结构的反应又产生重要影响。 ;动力反应的特点： 在动荷载作用下，结构的动力反应（动内力、动位移等）都随时间变化，它的除与动荷载的变化规律有关外，还与结构的固有特性（自振频率、振型和阻尼）有关。 不同的结构，如果它们具有相同的阻尼、频率和振型，则在相同的荷载下具有相同的反应。可见，结构的固有特性能确定动荷载下的反应，故称之为结构的动力特性。;1.2 动力学的研究目的;第一类问题：反应问题;第二类问题：参数（或系统）的识别 ;第三类问题：荷载识别 ;第四类问题：控制问题 ;强迫振动 结构在动荷载作用下产生得振动。 研究强迫振动，可得到结构的动力反应。 ;1.4 动力荷载类型;根据荷载的随机性分类，动荷载可以分为两类： 确定性荷载和非确定性荷载 确定性荷载：荷载随时间的变化规律已预先确定，是完全已知的时间过程。 非确定性荷载：荷载随时间的变化规律预先是不可以确定， 是一种随机过程。 预先的含义是指在进行结构动力分析之前。 结构动力分析方法：确定性分析和随机振动分析。 当不考虑结构体系的不确定性时，选用哪种分析方法将依据荷载的类型而定。 随机的含义是指非确定的，但不是指复杂的 ;（1）简谐荷载 荷载随时间周期性变化，并可以用简谐函数来表示。 机器转动引起的不平衡力等。 ;（2）非简谐周期荷载 荷载随时间作周期性变化，是时间t的周期函数，但不能简单地用简谐函数来表示。 平稳情况下波浪对堤坝的动水压力；轮船螺旋桨产生的推力等。 ;（3）冲击荷载 荷载的幅值（大小）在很短时间内急剧增大或急剧减小。 爆炸引起的冲击波、突加重量等。 ;（4）一般任意荷载 荷载的幅值变化复杂、难以用解析函数解析表示的荷载。 由环境振动引起的地脉动、地震引起的地震动， 以及脉动风引起的结构表面的风压时程等。; 1.5 结构动力分析中的自由度;二. 自由度的简化 ;1) 平面上的一个质点;8) 平面上的一个刚体;确定体系自由度，通常采用附加链杆法。 ;举例：;振动体系的自由度数与计算假定有关，而与集中质量的数目和超静定次数无关，如下图所示的体系。 ; 2、广义坐标法 广义坐标：能决定体系几何位置的彼此独立的量，称为该体系的广义坐标 sin(.)— 形函数（形状函数），给定函数，满足边界条件 bn(t)— 广义坐标，是一组待定参数，对动力问题是作为时间的函数 ;用幂级数展开 ; 3、有限元法 ;Date