《结构动力特性分析》课件.pptVIP

***********静力分析概念结构静力分析是结构力学的一个重要分支，也是结构设计的基础。其主要研究结构在静载荷作用下的受力情况、变形情况和强度情况等。静力分析的对象是处于静止状态或匀速运动状态的结构，而结构所受载荷也必须保持不变或匀速变化。静力分析的基本原理力的平衡静力分析的核心原理是力的平衡。结构在静止状态下，所受的合力为零，即所有作用力相互抵消。受力分析在静力分析中，需要对结构进行受力分析，确定结构的各个部分所受到的力的大小和方向。静力分析的假设条件11.结构刚性结构在载荷作用下变形很小，可以忽略其变形对载荷的影响。22.材料线性弹性材料的应力与应变成正比关系，且卸载后能够完全恢复原状。33.载荷静止载荷的大小和方向保持不变，不会随时间变化。44.结构不发生屈服结构在载荷作用下不发生屈服或破坏。静力分析的基本步骤1结构建模根据实际结构建立数学模型2边界条件定义结构的约束和支撑条件3载荷定义定义作用在结构上的各种载荷4求解方程使用数值方法求解结构的静力平衡5结果分析分析结构的应力、变形和位移静力分析是结构工程的核心部分，通过一系列步骤对结构进行分析和计算，以确保结构的安全性。静力平衡方程静力平衡方程是描述物体在静止状态下受力情况的基本方程。它反映了物体在静止状态下所受的合力为零，即物体处于平衡状态。3方程静力平衡方程主要包括三个基本方程，分别为水平方向平衡方程、垂直方向平衡方程和力矩平衡方程。1应用静力平衡方程广泛应用于结构设计、机械设计、土木工程等领域。2目标通过分析静力平衡方程，可以确定结构或物体的受力情况，从而判断其是否能够承受所受的载荷。静力分析的几种求解方法直接积分法直接积分法是求解静力学问题的常用方法之一，它直接对静力学方程进行积分，得到结构的位移和应力解。有限元法有限元法是一种数值计算方法，将结构离散成有限个单元，然后根据单元的力学性质建立方程组，求解结构的位移和应力解。边界元法边界元法是一种基于边界积分方程的数值方法，它将结构的边界离散成有限个单元，然后根据单元的边界条件建立方程组，求解结构的位移和应力解。静力分析实例1静力分析实例1展示了如何利用静力分析方法计算结构在静载荷作用下的变形、应力和内力。例如，计算一栋建筑物在自身重量和风荷载作用下的变形和应力。该示例将详细介绍如何建立结构模型、确定载荷条件，并利用有限元分析软件进行静力分析。静力分析实例2桥梁结构桥梁结构的静力分析，需要考虑桥梁自身的重量，以及车辆、行人等荷载的影响。建筑结构建筑结构的静力分析，需要考虑建筑自身重量，以及风力、地震等外力影响。机械设备机械设备的静力分析，需要考虑设备自身重量，以及运转过程中的载荷和冲击。动力分析概念结构动力分析是指研究结构在动态荷载作用下的运动和响应。动力荷载是指随时间变化的荷载，例如地震荷载、风荷载、车辆荷载等。动力分析可以帮助我们了解结构在动态荷载作用下的安全性和可靠性，并为结构设计提供依据。动力分析的基本原理外力作用结构承受来自风、地震等外部力量，导致结构变形或运动。质量结构自身重量以及附加的质量，影响结构的惯性力。刚度结构抵抗变形的能力，影响结构的振动频率。阻尼结构运动过程中能量消耗，影响结构的振幅衰减。动力分析的假设条件1线性假设结构材料应满足线性弹性关系，材料的应力应变关系保持线性，忽略材料非线性特征.2小变形假设结构在振动过程中，变形量相对于结构尺寸很小，可以忽略变形对结构刚度和质量的影响.3均匀分布质量假设假设结构的质量均匀分布在结构中，方便计算结构的运动方程.4阻尼假设假设结构的阻尼为线性粘性阻尼，可以模拟结构的能量耗散.动力分析的基本步骤1建立结构模型根据实际结构建立数学模型，例如有限元模型，以简化分析过程。2定义荷载条件确定结构所承受的荷载类型，包括静力荷载和动力荷载，以及荷载的时间历程。3求解动力响应使用数值方法或解析方法求解结构在荷载作用下的动力响应，如位移、速度和加速度。4结果分析与解释分析结构的动力特性，例如自然频率、振型、阻尼比，并结合实际工程问题进行解释。动力分析的基本方程运动方程描述结构在受到外力作用下的运动规律平衡方程描述结构在受到外力作用下处于平衡状态本构方程描述结构材料的力学性能，如弹性模量、泊松比等动力分析的求解方法数值方法有限元法、边界元法等方法应用广泛，可模拟结构的复杂几何形状和材料特性。解析方法对于简单结构和理想化条件，可利用解析解来求解结构动力特性。实验方法通过振动试验或冲击试验等方法，获取结构的