结构力学动力计算

第十章结构动力计算结构动力计算的目的

研究结构在动荷载作用下的反应规律，计算动荷载作用下结构的最大动内力和最大动位移，为结构的动力可靠性设计提供依据。

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，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。强迫振动:结构在动荷载作用下产生的振动。研究强迫振动，可得到结构的动力反应。

自由振动和强迫振动自由振动:结构在没有动荷载作用时，由初速度、初位移所引起的振动。研究结构的自由振动，可得到结构的自振频率、振型和阻尼参数。§10.1动力计算的特点和动力自由度1、动力计算的特点

静荷载：荷载的大小和方向不随时间变化（如梁板自重）。

动荷载：荷载的大小和方向随时间变化，需要考虑惯性力。内力与荷载不能构成静平衡,必须考据惯性力。根据达朗伯原理，加惯性力后，将动力问题转化为静力问题处理。列平衡方程时要考虑两点

(1).力系中包括惯性力

(2).荷载内力等都是时间的函数。2、动余力荷展载的赶分类P(t)toP(t)=Ps鞋int1蒙)周丧期君荷何载蒸：荷载席随时麻间作洗周期词性变悉化简旗谐捏荷豆载沉：舰荷年载艇按凭正小弦凤余外弦状规剥律栏变吓化肥（撕偏宏心付转四子权对奔结扑构恳的变冲眯击,机殊器渐转皱动配）君。2)冲击似荷载递：荷垄载播在企短黄时杂间塔内棋急秧剧仆增引加津或美减酬少涝（撤锻横锤圾对盟基炼础葬的接冲音击搬、舟爆镰炸虽等嫩）浓。P(t)totdP(t)totd3)随机秩荷载风荷逆载，渐地震咽荷载3、驳振末动少体酱系波的亦自惑由僵度自由为度：结踩构亭运左动咳时傲，确下定谢运膨动辱过漠程灵中牌任惹一夜时纳刻示全桥部惭质岛量痒的怨位筛置惩所勇需躁确铸定辰的庸独歼立煎几承何衬参延数叛的寸数蛋目。（与骄几何骆组成哪自由卡度不四同）芬。自瞧由旨度咱数=基被本戒未诵知体量倾数根直据迫简获化状方精式尊不勒同萄，汉基骗本港未层知民量畅可哪分河为质鲜点造位妹移，广义预坐标，结点猛位移旷。实际素结构茄有无曲限个秧自由维度数心，需务要对拦计算赶方法彼加以籍简化粱，减姻少自母由度责数。自汽由面度彻数句与台简狡化制的仿方概法述有麻关计算斗方法何的简崭化常用投的三急种简薯化方圈法1进.集畜中适质踪蝶量目法:将连斧续分特布的劫质量市集中绕为质覆点，供以质鼻点位牙移（线盯位萌移）惕为盯基餐本铃未栋知扁量馒。熟（本章瞧主要遮讨论尸集中认质量擦法）2.广义铺坐标恐法：用燃级斜数技表址示棵度些曲饰线垃方状程跑，程以谣广辫义给坐多标池（级居数无的苍项足系灰数）为末基本岭未知例量。3愈.有逆限蔑单莲元壁法惹：将竖结拥构惊分揉割抗为玻若急干惰个摸单撤元胆，哑用倦结占点罩位滑移（线衰位讲移遗与使角够位谜移）表题示龄各腾单财元拣挠夫曲予线责方煤程出。练将信无线限挨自肥由团度谷问旦题脚化坚为腥有简限谢自违由首度果问忍题扰。将连洪续分窄布的峡质量奇集中栏为质袍点1佣.集中胃质量授法的闲简化前例1辞.集中宫质量核法的朋简化筝与自请由度桃：一质待点简愁化三找质愈点即简殃化注意柿：不伍一定扮一个栽质点升一个袭自由菌度基本睡未知唯量为筋质点猎的未步知线位多移1旅.质量椒集中奋法的塘自由志度分额析例（5）结捐构的乖自由踪蝶度与俭是否缠超静温定无思关。2个自由度2个自由度4个自由度自由趣度数=质点含未知谣线位膊移数假盛定禁梁格的确挠让度竿曲扫线加为－邮满罪足简位斑移赢边临界任条检件堤的祖形势状脸函座数－程广辜义绸坐标标澡（票级木数幼项太系僵数）自由闻度数=广歼义阀坐杯标伟数(级由数简项欺数)2.广裙义夹坐扛标新法衫：用级弯数表建示度痒曲线运方程联，以书广义敞坐标茶（级数耍的项夸系数）为沈基本锡未知奴量。3.有限佣单元免法将扯结钉构揪分夫割那为霉若欢干浴个弯单挖元回，潮用槐结闪点查位至移浪表术示船各跪单符元猜挠飞度输曲漫线挤方姥程许。麦将森无隙限昆自缸由灶度年问陕题顷化享为西有膛限敌自夺由混度脾问献题纤。玻综聪合童了或集咬中规质营量花法克和咳广医义滤坐田标梁法单的广特革点猛。基泰本抵未田知优量鸽为附结泳点肌未吃知姥位糊移竞（线位帅移+角位奴移）10个唐自术由蚊度9个暴自团由卵度1颂.自由帆振动昼运动咱微分裳方程自由即振动－由掏初位谜移或成初速脂度引批起的凳，在父运动轻中无临动惊荷默载作禁用贪的否振摇动尖。分究析掉自结由柜振孝动上的份目遇的确红定撞结搭构阻的欠动井力魂特糕性箩，粪自优振璃频拐率厚，貌自蔬振坝周奶期身。10申.2单客自杨由刺度陡体夕系林的捞自闻由蚂振辛动动平奏衡方券程动弯荷第载:F(t)刚度莲系数:k柔度削系数:d=榨1雨/k位移:y(t)静平量衡方凝程荷车载:F刚度胜系数:k柔修度偷系补数:d=省1裁/k位移:y柔姿度典法(位移炸平衡)刚度纪法(力钻平牙衡)柔度赢法(位帜移淡平规衡)刚度帖法(力抓平肥衡)质量:m时先间:t速厘度:加速础度：F(t)弹隔性墓力=-ky尽(t蹄),与位移方向歉相反妈；惯性力=

-，与加速度

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