结构动力学与静力学的区别

2016-12-16 by:CAE仿真在线来源:互联网

结构动力分析的目的是:获得结构内力及位移反应的大小及随时间历程。

结构动力学与静力学的区别在于:(1)荷载随的大小方向作用点随时间而改变;(2)本质区别:有惯性力的存在。

1 动力问题--解决四类问题:

反应问题:已知体系和激励,求反应;

识别问题:已知激励和反应,求体系;

测量问题:已知体系和反应,求激励;

控制问题:已知激励和体系,通过调节控制系数来改变结构的反应。

2 动力方程的建立及求解

1)离散化方法:集中质量法、广义自由度法和有限元法。核心问题:质量分布、刚度分布、阻尼。

2)动力方程建立方法:达朗贝尔原理(受力平衡原理)、虚功(位移)原理、hamilton原理(变分原理)。

3)动力问题求解及相关问题:

(1)基础:单自由度体系

(2)扩展:多自由度体系

(3)结构的基本动力特性:周期、振型和阻尼比。

振型:结构体系自由振动的位移形态,N个自由度的体系有N个振型,每个振型对应一个自振频率。

3 动力学的实际应用之地震工程

人类对地震作用及地震作用对结构影响的认识是一个逐步发展、递进的过程。

(1)震度法:由日本学者提出,是人类第一次企图用数学的方法来解释复杂的地震现象。

(2)强震观测:其方法和思路最早由日本伟大的地震工程先驱末广恭二提出,但最早在美国开始应用,1933年美国长滩地震获得了首批地震动记录,为后来的反应谱理论和时程分析理论提供了必要条件。

(3)反应谱法:表示某一地震作用下,不同周期结构(指定阻尼比)地震反应(位移、速度、加速度)的最大值;是地震工程发展中的重要里程碑;适用于求解线弹性体系的反应。

(4)时程分析:1959年,Newmark提出的逐步积分法是求解任意地震作用下非线性结构的反应的最好方法,随着电子计算机技术的发展,更推动了逐步积分法的应用。

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