哪吒闹海课件hao

1、第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 单自由度体系的振动分析单自由度体系的振动分析第三章第三章 有限自由度体系的振动分析有限自由度体系的振动分析第四章第四章 实用计算方法实用计算方法第五章第五章 无限自由度体系的振动分析无限自由度体系的振动分析第六章第六章 动力有限元分析动力有限元分析第七章第七章 分析动力学基础分析动力学基础结构动力学结构动力学 R. R.克拉夫克拉夫 王光远等译王光远等译 高教出版社高教出版社结构动力学结构动力学- -理论及其在地震工程中的应用理论及其在地震工程中的应用 Anil K.Chopra Anil K.Chopra 谢礼立等译谢礼立等译 高教出版社高教出版社结构动力

2、学结构动力学 邹经湘主编邹经湘主编 哈工大出版社哈工大出版社应用分析动力学应用分析动力学 王光远编著王光远编著 科学出版社科学出版社结构结构（系统）（系统）结构结构（系统）（系统）输入输入（动力荷载）（动力荷载）结构结构（系统）（系统）输出输出（动力反应）（动力反应）输入输入（动力荷载）（动力荷载）结构结构（系统）（系统）输出输出（动力反应）（动力反应）控制系统控制系统（装置、能量）（装置、能量）动荷载及其分类动荷载及其分类一一. .动荷载的定义动荷载的定义 自重、缓慢变化的荷载，其惯性力与外荷比很小，分自重、缓慢变化的荷载，其惯性力与外荷比很小，分析时仍视作静荷载。静荷只与作用位置有关，而动

3、荷是坐析时仍视作静荷载。静荷只与作用位置有关，而动荷是坐标和时间的函数。标和时间的函数。二二. .动荷载的分类动荷载的分类振动系统的基本参数：质量、阻尼、弹性。振动系统的基本参数：质量、阻尼、弹性。铝质与有机玻璃试件的铝质与有机玻璃试件的自由振动试验自由振动试验振动系统的基本参数：质量、阻尼、弹性。振动系统的基本参数：质量、阻尼、弹性。结构动力分析中的自由度结构动力分析中的自由度结构动力分析中的自由度结构动力分析中的自由度 mm)(xy1)()(iiixaxyniiixaxy1)()(0)()0(liiia)(xim)(xy1)()(iiixaxyniiixaxy1)()(ia0)()0(li

4、i)(xim广义坐标个数即广义坐标个数即为自由度个数为自由度个数结点位移个数即结点位移个数即为自由度个数为自由度个数广义坐标个数即为自由度个数；广义坐标个数即为自由度个数；1y2y1y1y2yEI1y2yEIm1y1y2yEI1y2yEIm)(tP)(ty )()(tPtym )()(tymtP 0)()(tymtP )(tP)(tPEIl)(tP)(tym =111)(tP)(tym )()(11tymtP )()()(11tymtPty EIl3311l)()(3)(3tPtylEItym )(ty二、刚度法二、刚度法EIl)(ty)(tP)(tym 11k1)(11tyky)()()(1

5、1tymtPtyk 3113lEIk)()(3)(3tPtylEItym 11111k柔度法步骤：柔度法步骤：1.在质量上沿位移正向加惯性力；2.求外力和惯性力引起的位移；3.令该位移等于体系位移。刚度法步骤：刚度法步骤：1.在质量上沿位移正向加惯性力；2.求发生位移y所需之力；3.令该力等于体系外力和惯性力。柔度法步骤：柔度法步骤：1.在质量上沿位移正向加惯性力；2.求外力和惯性力引起的位移；3.令该位移等于体系位移。三、例题三、例题EIl32311)()(23)(3tPtylEItym 刚度法步骤：刚度法步骤：1.在质量上沿位移正向加惯性力；2.求发生位移y所需之力；3.令该力等于体系外力

6、和惯性力。例例1.1.EIl)(tPEIl)(ty)(ty)(tym )(tP11=1lEIl32311)(16)(32)()(33111tPEIltymEIltymtyP 例例2.2.)(ty)(ty)(tym )(tP11=1lEIl)(tPEIl/2l/2P1P(t)EIPlP1631Pl/4柔度法步骤：柔度法步骤：1.在质量上沿位移正向加惯性力；2.求外力和惯性力引起的位移；3.令该位移等于体系位移。刚度法步骤：刚度法步骤：1.在质量上沿位移正向加惯性力；2.求发生位移y所需之力；3.令该力等于体系外力和惯性力。例例3.3.)(tym 311/24lEIkEIl)(tPEIl1EI)(

7、ty)(tP11k13/12lEI11k3/12lEI)()()(11tymtPtyk )()(24)(3tPtylEItym 例例4.4.EIl/2)(tPEI1EIl/2)(ty)(tP)(tym )(ty)(tP)(tym )(tR例例4.4.EIl/2)(tPEI1EIl/2)(ty)(tP)(tym )(ty)(tP)(tym )(tR0)(tR11k1)(tP)(tym )(1tRP0)()(111tRtykP311/24lEIk2/1PymRP 例例3.3.)(tym 311/24lEIkEIl)(tPEIl1EI)(ty)(tP11k13/12lEI11k3/12lEI)()(

8、)(11tymtPtyk )()(24)(3tPtylEItym 列运动方程时可不考虑重力影响列运动方程时可不考虑重力影响例例5.5.EIl48311)()(48)(3tPtylEItym )(tPEIl/2l/2W)(tyst)(ty-P(t)-P(t)引起的动位移引起的动位移st-重力引起的位移重力引起的位移质点的总位移为质点的总位移为sttytY)()(加速度为加速度为)()(tytY )(tym 111)()()(11tymWtPtyst 11Wst)()()(11tymtPty 例例6 6 建立图示体系的运动方程建立图示体系的运动方程 0AMEI2mllly(t)2y(t)3y(t)

9、(2tym yk2)(3tym 033222lymlyklym 0)(4)(11tkytym 例例7.7.1)(1tP2k1EI1EI1k)(2tP2)(1ty)(2ty)(22tym )(1tP)(2tP)(1ty)(2ty)(11tym 1y)(1tR)(2tR)(1ty)(2ty11k21k112k22k12y= =2121111111ykykymPR 2221212222ykykymPR 212221121121212100yykkkkyymmPP Pykym 刚度矩阵刚度矩阵11k21k2k1k2111kkk221kk212kk222kk12k22k2k 22221kkkkkk例例7

10、.7.1)(1tP2k1EI1EI1k)(2tP2)(1ty)(2ty)(22tym )(1tP)(2tP)(1ty)(2ty)(11tym 111ymP )00(2121212221121121yymmPPyy 111/1 k121/1 k112/1 k2122/1/1kk Ik1112112122222ymP = =+ +22212111111ymPymPy 22222111212ymPymPy )(ymPy 21111/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1kkkkk)(2tP)(122yyk11yk)(22tym )(11tym )(1tP)()(12211111yykykymtP )()(12

11、2222yykymtP 例例7.7.1)(1tP2k1EI1EI1k)(2tP2)(1ty)(2ty)(22tym )(1tP)(1ty)(2ty)(11tym )(2tPl1EIlEI)(tP例例8 8 建立图示体系的运动方程建立图示体系的运动方程)(t)(tlm )(tlm )(tP)(4tiAB 0BM043221)(illlmltP ltPilm)(4313 )(tP)(t J)(tlm )(tP)(4ti J 0BM04)(iJltP 231llmJXMbXkbXk )()(例例9 9 图示体系为质量均匀分布的刚性平板图示体系为质量均匀分布的刚性平板, ,试建立运动方程试建立运动方程

12、. . 总质量为总质量为M, ,转动惯量为转动惯量为J.设设 水平位移为水平位移为x 竖向位移为竖向位移为y 转角为转角为2bkkkk2aXYXM YM J)(bXk)(bXk)(aYk)(aYkYMaYkaYk )()(0)()()()( JaaYkaaYkbbXkbbXk02 kXXM 02 kYYM 0)(222kabJ MbaJ322作业：列图示体系的运动方程作业：列图示体系的运动方程tMsinEIl/2l/22bk2kkk22a1k2k)(tP刚性均匀正方形平板刚性均匀正方形平板总质量为总质量为M M，不计柱子质量，柱子高为，不计柱子质量，柱子高为h h，平板边长，平板边长为为a,a

13、,柱子为圆形截面，惯性矩为柱子为圆形截面，惯性矩为I I，极惯性矩为，极惯性矩为J J，弹性模量为弹性模量为E E。PROBLEMSPROBLEMS：1.Starting from the basic definition of stiffness.determine the 1.Starting from the basic definition of stiffness.determine the effective stiffness of the combined spring and write the equation effective stiffness of the comb

14、ined spring and write the equation of motion for the spring-mass systems shown in Figs.1 to 3.of motion for the spring-mass systems shown in Figs.1 to 3.)(tP1km2k)(tP1km2k)(tP3km2k1k(1)(1)(2)(2)(3)(3)PROBLEMSPROBLEMS：2.Develop the equation governing the longitudinal motion of the 2.Develop the equat

15、ion governing the longitudinal motion of the system of Fig.2.2.The rod is made of an elastic material with system of Fig.2.2.The rod is made of an elastic material with elastic modulus E;its cross-sectional area is A and its length is elastic modulus E;its cross-sectional area is A and its length is

16、 L.Ignore the mass of the rod and measure u from the static L.Ignore the mass of the rod and measure u from the static equilibrium position.equilibrium position.)(tPFigure 2.2Figure 2.2PROBLEMSPROBLEMS：3.A rigid disk of mass m is mounted at the end of a flexible 3.A rigid disk of mass m is mounted a

17、t the end of a flexible shaft.Neglecting the weight of the shaft and neglecting shaft.Neglecting the weight of the shaft and neglecting damping.derive the equation of free torsional vibration of the damping.derive the equation of free torsional vibration of the disk.The shear modulus(of rigidity) of

18、 the shaft is G.disk.The shear modulus(of rigidity) of the shaft is G.R Rd dPROBLEMSPROBLEMS：4.Write the equation governing the free vibration of the systems 4.Write the equation governing the free vibration of the systems shown in Figs.1 to 3.Assuming the beam to be massless,each system shown in Figs.1 to 3.Assuming the beam to be massless,each system has a single DOF defined as the vertica