結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課件

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)y§15-1概述動(dòng)荷載的定義大小、方向和作用點(diǎn)隨時(shí)間變化;自重、緩慢變化的荷載,分析時(shí)視作靜荷載。動(dòng)力計(jì)算的特點(diǎn):力系中包含了慣性力,考慮的是瞬間平衡,荷載內(nèi)力都是時(shí)間的函數(shù)。建立的方程是微分方程。二.動(dòng)荷載的分類簡(jiǎn)諧荷載確定周期七非簡(jiǎn)譜荷載沖擊荷載非周期突加荷載動(dòng)荷載其他確定規(guī)律的動(dòng)荷載風(fēng)荷載不確定了地震荷載其他無(wú)法確定變化規(guī)律的荷載1)周期荷載:隨時(shí)間作周期性變化。(轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的偏心力)P(t)簡(jiǎn)諧荷載(按正余弦規(guī)律變化)一般周期荷載2)沖擊荷載:短時(shí)內(nèi)劇增或劇減。(如爆炸荷載)P(t)P3)隨機(jī)荷載:(非確定性荷載)荷載在將來(lái)任一時(shí)刻的數(shù)值無(wú)法事先確定。(如地震荷載、風(fēng)荷載)三、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容和任務(wù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)是研究動(dòng)荷作用下結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)規(guī)律的學(xué)科。1.結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容第一類問(wèn)題:反應(yīng)分析(結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算)輸入結(jié)構(gòu)輸出(動(dòng)力荷載)(系統(tǒng))(動(dòng)力反應(yīng))第二類問(wèn)題:參數(shù)(或稱系統(tǒng))識(shí)別輸入結(jié)構(gòu)輸出(動(dòng)力荷載(系統(tǒng))(動(dòng)力反應(yīng))第三類問(wèn)題:荷載識(shí)別。輸入結(jié)構(gòu)輸出(動(dòng)力荷載(系統(tǒng))(動(dòng)力反應(yīng))第四類問(wèn)題:控制問(wèn)題控制問(wèn)題輸入結(jié)構(gòu)輸出(動(dòng)力荷載)(系統(tǒng))(動(dòng)力反應(yīng))控制系統(tǒng)(裝置、能量)第一類問(wèn)題:反應(yīng)分析(結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算)正問(wèn)題輸入結(jié)構(gòu)輸出(動(dòng)力荷載)(系統(tǒng))(動(dòng)力反應(yīng))第二類問(wèn)題:參數(shù)(或稱系統(tǒng))識(shí)別反問(wèn)題輸入結(jié)構(gòu)輸出(動(dòng)力荷載)(系統(tǒng))(動(dòng)力反應(yīng))第三類問(wèn)題:荷載識(shí)別。反問(wèn)題輸入結(jié)構(gòu)輸出(動(dòng)力荷載)(系統(tǒng))(動(dòng)力反應(yīng))2.結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的任務(wù)討論結(jié)構(gòu)在動(dòng)荷載作用下反應(yīng)的分析的方法;尋找結(jié)構(gòu)在動(dòng)力荷載作用下的反應(yīng)規(guī)律;為結(jié)構(gòu)的動(dòng)力可靠性(安全、舒適)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。四、結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析中的自由度確定體系中所有質(zhì)量位置所需的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目,稱體系的動(dòng)力自由度數(shù)。實(shí)際結(jié)構(gòu)都是無(wú)限自由度體系,這不僅導(dǎo)致分析困難,而且從工程角度也沒(méi)必要。1.常用簡(jiǎn)化方法有:1)集中質(zhì)量法將實(shí)際結(jié)構(gòu)的質(zhì)量看成(按一定規(guī)則)集中在某些幾何點(diǎn)上,這樣就將無(wú)限自由度系統(tǒng)變成一有限自由度系統(tǒng)。2)廣義坐標(biāo)法y(x)廣義坐標(biāo)mmq,(x)—基函數(shù)廣義坐標(biāo)個(gè)數(shù)即y(x)≈∑a1q(x)為自由度個(gè)數(shù)3)有限元法和靜力問(wèn)題一樣,可通過(guò)將實(shí)際結(jié)構(gòu)離散化為有限個(gè)單元的集合,將無(wú)限自由奶奶度問(wèn)題化為有限自由度來(lái)解決。結(jié)點(diǎn)位移個(gè)數(shù)即為自由度個(gè)數(shù)2.自由度的確定1)集中質(zhì)量法自由度的確定4)②y1)平面上的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)w=1e-yw=2彈性支座不減少動(dòng)力自由度計(jì)軸變時(shí)W=2自由度數(shù)與質(zhì)點(diǎn)個(gè)數(shù)無(wú)關(guān),但不計(jì)軸變時(shí)W=1不大于質(zhì)點(diǎn)個(gè)數(shù)的2倍。為減少動(dòng)力自由度,梁與剛架不計(jì)軸向變形。d自由度的確定4)②y8)平面上的一個(gè)剛體w=19)彈性地面上的平面剛體10)自由度數(shù)與質(zhì)點(diǎn)個(gè)數(shù)無(wú)關(guān),但nEl=oo不大于質(zhì)點(diǎn)個(gè)數(shù)的2倍d自由度的確定8)平面上的一個(gè)剛體w=19)彈性地面上的平面剛體w=13