結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)思考題解答by李云屹

1、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)思考題made by李云屹思考題一1結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)與靜力學(xué)的主要區(qū)別是什么結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程有什么不同主要區(qū)別為：(1) 動(dòng)力學(xué)考慮慣性力的影響，靜力學(xué)不考慮慣性力的影響；(2) 動(dòng)力學(xué)中位移等量與時(shí)間有關(guān)，靜力學(xué)中位移等量不隨時(shí)間變化；(3) 動(dòng)力學(xué)的求解方法通常與荷載類(lèi)型有關(guān)，靜力學(xué)一般無(wú)關(guān)。 運(yùn)動(dòng)方程的不同：動(dòng)力學(xué)的運(yùn)動(dòng)方程包括位移項(xiàng)、速度項(xiàng)和加速度項(xiàng)；靜力學(xué)的平衡方程只包括位移項(xiàng)。2、什么是動(dòng)力自由度什么是靜力自由度區(qū)分動(dòng)力自由度和靜力自由度的意義是什么 動(dòng)力自由度：確定結(jié)構(gòu)體系質(zhì)量位置的獨(dú)立參數(shù)；靜力自由度：確定結(jié)構(gòu)體系在空間中的幾何位置的獨(dú)立參數(shù)。意義：通過(guò)適當(dāng)?shù)募僭O(shè)，當(dāng)靜力自由

2、度數(shù)大于動(dòng)力自由度數(shù)時(shí)，使用動(dòng)力自由度可以減少未知量，簡(jiǎn)化計(jì)算，提高計(jì)算效率。3、采用集中質(zhì)量法、廣義坐標(biāo)法和有限元法都可以使無(wú)限自由度體系簡(jiǎn)化為有限自由度體系，它們所采用的手法有什么不同方法分布質(zhì)量形函數(shù)廣義坐標(biāo)集中質(zhì)量法不考慮將分布質(zhì)量集中在某些離散的位置上， 不使用形函數(shù)有實(shí)際物理意義廣義坐標(biāo)法考慮使用形函數(shù)來(lái)描述質(zhì)點(diǎn)間的影響不一定有物理意義有限元法考慮形函數(shù)是定義在分片區(qū)域上的插值函數(shù)有實(shí)際物理意義4、在結(jié)構(gòu)振動(dòng)的過(guò)程中引起阻尼的原因有哪些(1) 材料的內(nèi)摩擦或材料變形引起的熱耗散；(2) 構(gòu)件連接處或結(jié)構(gòu)構(gòu)件與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的摩擦；(3) 結(jié)構(gòu)外部介質(zhì)的阻尼。5、在建立結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程時(shí)

3、，如考慮重力的影響，動(dòng)位移的運(yùn)動(dòng)方程有無(wú)改變?nèi)绻麧M(mǎn)足條件：(1) 線(xiàn)性問(wèn)題；(2) 重力的影響預(yù)先被平衡；則動(dòng)位移的運(yùn)動(dòng)方程不會(huì)改變，否則會(huì)改變。思考題二1、剛度系數(shù)kij和質(zhì)量系數(shù) m的直接物理意義是什么如何直接用m的物理概念建立梁?jiǎn)卧馁|(zhì)量矩陣M心：由第j自由度的單位位移所引起的第i自由度的力；m:由第j自由度的單位加速度所引起的第i自由度的力。依次令第j (j=1,2,3,4 )自由度產(chǎn)生單位加速度，而其他的廣義坐標(biāo)處保持靜止，使用平 衡方程解出第i自由度上的力，從而得到m,集成得到質(zhì)量矩陣M。2、如何用剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，以矩陣的形式表示多自由度體系的勢(shì)能和動(dòng)能T = 1 &T

4、 m2V=! UT23、建立多自由度體系運(yùn)動(dòng)方程的直接動(dòng)力平衡法和拉格朗日方程法的優(yōu)缺點(diǎn)是什么(1) 直接動(dòng)力平衡法：優(yōu)點(diǎn)：概念直觀，易于通過(guò)各個(gè)結(jié)構(gòu)單元矩陣建立整體矩陣，便于計(jì)算機(jī)編程。 缺點(diǎn)：涉及矢量計(jì)算，通常計(jì)算較繁瑣；涉及疊加原理，不易處理非線(xiàn)性問(wèn)題。(2) 拉格朗日方程法：優(yōu)點(diǎn)：僅涉及標(biāo)量計(jì)算；求解不限于線(xiàn)性問(wèn)題，適用范圍廣。缺點(diǎn)：不便計(jì)算機(jī)編程，不適用于大規(guī)模問(wèn)題。4、什么是幾何剛度，幾何剛度主要與什么量有關(guān)，幾何剛度對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性有什么影響 幾何剛度：表示結(jié)構(gòu)在變形狀態(tài)下的剛度變化。(軸力引起的附加彎矩的影響)幾何剛度主要與軸力的大小及構(gòu)件的幾何形狀與尺寸有關(guān)。幾何剛度會(huì)產(chǎn)生 P

5、- 效應(yīng)，改變結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。壓力降低剛度，拉力增加剛度。5、什么是結(jié)構(gòu)動(dòng)力問(wèn)題分析中的靜力凝聚法動(dòng)力自由度的概念是什么靜力凝聚法在結(jié)構(gòu)動(dòng) 力問(wèn)題分析中可起什么作用靜力凝聚法：當(dāng)靜力自由度數(shù)目大于動(dòng)力自由度時(shí)，消去廣義質(zhì)量為零或很小的廣義坐標(biāo),從而縮減結(jié)構(gòu)體系自由度數(shù)目的方法。動(dòng)力自由度：確定結(jié)構(gòu)體系質(zhì)量位置的獨(dú)立參數(shù)。 作用：縮減計(jì)算規(guī)模，提高計(jì)算效率，降低計(jì)算量。6、試證明多自由度體系的位能和動(dòng)能分別為:Nk uuij i jj 1Nmij &&j1 N V=-2 i 1T J2 i 1 j 1證明：彈性恢復(fù)力所做的功為NFijdUij 1BAkijUjdUiBa kjjU

6、jdUj kjiUidUj1kij UiBUjBj 1 2UiAUjA故定義彈性位能為:1 N NV =kiiUiUi2 i 1 j 1慣性力所做的功為1j 12NFjdUij 1Ba mjd&&jBA mij&jdUi1 j 1iN N 1 miij& &bi 1 j 1 2N 1 BA mjU&dUimji&dUjj 1 2 Ad注意到 U&dui =dui 刁dt故定義動(dòng)能為：1 N NTmij &j2 i 1 j 17、如何充分論證，當(dāng)多自由度體系的動(dòng)力自由度不能充分確定體系的幾何位置時(shí)，初始建 立的運(yùn)動(dòng)方程組中一

7、定含有非動(dòng)力自由度的靜力自由度證明：假設(shè)初始建立的運(yùn)動(dòng)方程組不含非動(dòng)力自由度的靜力自由度，則質(zhì)量矩陣M滿(mǎn)秩，則動(dòng)力自由度可以充分確定體系的幾何位置，與前提條件矛盾。8、在推導(dǎo)拉格朗日方程時(shí)，給出了以下幾個(gè)基本表達(dá)式:位移：UiUiqq,. ,qn；t(1)動(dòng)能：TTqq,.,qn；&&,.,&勢(shì)能：VVqq,.,qn問(wèn)題：(1) 式為什么顯含時(shí)間t有時(shí)位移中可以存在已知的顯含的時(shí)間 t的函數(shù)，比如地基運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。(2) 式(2)中是否應(yīng)顯含時(shí)間t如果位移顯含t，由于動(dòng)能是位移的函數(shù)，也應(yīng)該顯含時(shí)間t o(3) 難道廣義坐標(biāo)及速度完全確定后，體系的動(dòng)能還與時(shí)間 t有關(guān)系可以

8、有關(guān)系，比如地基運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中，體系的動(dòng)能就與時(shí)間t有關(guān)系。(4) 勢(shì)能中是否應(yīng)顯含時(shí)間 t如果位移顯含時(shí)間t，由于勢(shì)能是相對(duì)位移的函數(shù)，也可能會(huì)顯含時(shí)間t o(5) 為什么在變分運(yùn)算時(shí)，不對(duì)顯含的時(shí)間t進(jìn)行運(yùn)算因?yàn)轱@含時(shí)間的函數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律是已知的，它的變分為零，即S t=0 o 若式、 中顯含時(shí)間t，對(duì)拉格朗日方程的推導(dǎo)是否有影響由于時(shí)間t的變分為零，對(duì)拉格朗日方程的推導(dǎo)沒(méi)有影響。(實(shí)質(zhì)上是方程的邊界條件) 思考題二1、在振動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生阻尼的原因有哪些什么叫臨界阻尼什么叫阻尼比怎樣測(cè)量結(jié)構(gòu)振動(dòng)過(guò) 程中的阻尼比一般建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比是多少 產(chǎn)生阻尼的原因:(1) 材料的內(nèi)摩擦或材料變形引起的熱

9、耗散；(2) 構(gòu)件之間或構(gòu)件與非構(gòu)件之間的摩擦；(3) 結(jié)構(gòu)外部介質(zhì)的阻力。臨界阻尼：使體系自由振動(dòng)反應(yīng)中不出現(xiàn)往復(fù)振動(dòng)所需的最小阻尼值。 阻尼比：體系中實(shí)際阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)的比值。測(cè)量結(jié)構(gòu)阻尼比的方法：(1) 對(duì)數(shù)衰減率法；(2) 共振放大法；(3) 半功率帶寬法；(4) 等效粘性阻尼法。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)，Z =左右；對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)，脈動(dòng)荷載下Z =左右，地震下 Z =左右。2、分析臨界阻尼體系自由振動(dòng)的可能運(yùn)動(dòng)形式及其滿(mǎn)足的條件。U& 0nu 0時(shí)，位移會(huì)變號(hào)。3、阻尼對(duì)結(jié)構(gòu)的自振頻率有什么影響阻尼變大，結(jié)構(gòu)的自振周期如何變化由d n J 2，當(dāng)Z <1時(shí)，自振頻率會(huì)變小，但

10、當(dāng)阻尼比較小時(shí)(Z，這一影響可忽略不計(jì)。當(dāng)Z <1時(shí)，阻尼變大，結(jié)構(gòu)的自振周期變大。4、為什么說(shuō)自振周期是結(jié)構(gòu)的固有特性它與結(jié)構(gòu)哪些固有量有關(guān)動(dòng)荷載及初始條件確定后，結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)就僅由結(jié)構(gòu)的自振周期(自振頻率)控制。自振頻率與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度及阻尼比有關(guān)。5、什么是動(dòng)力放大系數(shù)動(dòng)力放大系數(shù)的大小與哪些因素有關(guān)單自由度體系位移的動(dòng)力放大系數(shù)與內(nèi)力的動(dòng)力放大系數(shù)是否一樣動(dòng)力放大系數(shù)：動(dòng)荷載引起的響應(yīng)幅值與動(dòng)荷載幅值作為靜荷載所引起的結(jié)構(gòu)靜響應(yīng)的比 值。、阻尼比有關(guān):簡(jiǎn)諧荷載下的動(dòng)力放大系數(shù)與頻率比(自振頻率、荷載頻率)Rd2當(dāng)慣性力與動(dòng)荷載作用線(xiàn)重合時(shí)，位移動(dòng)力系數(shù)與內(nèi)力動(dòng)力系數(shù)相等， 否

11、則不相等。原因是: 當(dāng)把動(dòng)荷載換成作用于質(zhì)量的等效荷載時(shí)， 引起的質(zhì)量位移相等， 但內(nèi)力并不等效，根據(jù)動(dòng) 力系數(shù)的概念可知不會(huì)相等。6、根據(jù)動(dòng)力放大系數(shù)分析，什么時(shí)候動(dòng)力放大系數(shù)Rd->1，如何理解下述結(jié)論：“隨時(shí)間變化很慢的動(dòng)荷載實(shí)際上可看作靜荷載”。這里“很慢”的標(biāo)準(zhǔn)是什么當(dāng) 3 ->0 時(shí)，Rd->1。根據(jù)上述結(jié)論，當(dāng)動(dòng)荷載的頻率很小時(shí)，動(dòng)力放大系數(shù)趨于1,動(dòng)荷載可以看作靜荷載。“很慢”的標(biāo)準(zhǔn)是慣性力相對(duì)于總荷載可忽略不計(jì)。7、單自由度體系動(dòng)荷載作用點(diǎn)不在體系的集中質(zhì)量上時(shí)，動(dòng)力計(jì)算如何進(jìn)行此時(shí)，體系中 的動(dòng)力放大系數(shù)是否仍然一樣通過(guò)動(dòng)平衡方程或虛位移原理，將原動(dòng)荷載用

12、沿自由度方向作用于質(zhì)量上的等效動(dòng)荷載代 替。集中質(zhì)量位移的動(dòng)力放大系數(shù)仍然一樣，但體系其他部位的位移以及內(nèi)力的動(dòng)力系數(shù)通常不再相同，即不能采用統(tǒng)一的動(dòng)力系數(shù)。8、簡(jiǎn)諧荷載作用下有初始條件影響的無(wú)阻尼單自由度體系動(dòng)力反應(yīng)的瞬態(tài)反應(yīng)項(xiàng)中-nsin一項(xiàng)是如何產(chǎn)生的，它與外荷載和初始條件的關(guān)系如何是由外荷載產(chǎn)生的伴生自由振動(dòng)，作用是使求得的解滿(mǎn)足初始條件，它與外荷載的幅值和頻率有關(guān)，與初始條件無(wú)關(guān)。9、什么是共振什么是共振頻率結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)、速度反應(yīng)和加速度反應(yīng)的共振頻率是否相同 定義一：共振是指體系在動(dòng)荷載作用下振幅最大的情形，相應(yīng)的動(dòng)荷載的頻率稱(chēng)為共振頻率。定義二：共振是指體系自振頻率與動(dòng)荷載頻率相

13、同而使振幅變得很大的一種現(xiàn)象。當(dāng)體系無(wú)阻尼時(shí)，結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)、速度反應(yīng)和加速度反應(yīng)的共振頻率相同；當(dāng)體系有阻尼時(shí),結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)、速度反應(yīng)好加速度反應(yīng)的共振頻率不同。10、無(wú)阻尼體系和有阻尼體系的自振頻率和共振頻率是否相同分別為多少 不相同，分別為：自振頻率共振頻率無(wú)阻尼體系n忑n有阻尼體系Dn2J 2 2思考題四1、在結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)分析中采用的阻尼理論有哪幾種各有什么特點(diǎn)(1) 粘滯阻尼：大小與速度成正比(2) 摩擦阻尼：大小為常數(shù)(3) 滯變阻尼：大小與位移成正比(4) 流體阻尼：大小與速度的平方成正比2、加速度計(jì)和位移計(jì)的設(shè)計(jì)原理是什么如何設(shè)計(jì)速度計(jì)加速度計(jì)：在所量測(cè)的頻段內(nèi)(低頻段，0.5

14、n )動(dòng)力放大系數(shù)接近常數(shù)。速度計(jì)：在所量測(cè)的頻段內(nèi)(高頻段，2 n )動(dòng)力放大系數(shù)接近常數(shù)。速度計(jì)：在所量測(cè)的頻段內(nèi)(中頻段)動(dòng)力放大系數(shù)接近常數(shù)。3、用擬靜力試驗(yàn)(往復(fù)加載的靜力試驗(yàn))測(cè)量結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼比的原理是什么如何實(shí)現(xiàn) 原理是阻尼耗能與加載頻率關(guān)系不大。實(shí)現(xiàn)方法是通過(guò)擬靜力試驗(yàn)測(cè)出一個(gè)周期內(nèi)的阻尼耗能Ed,從而計(jì)算出等效粘滯阻尼比:Edeq2 ku0n4、測(cè)量結(jié)構(gòu)阻尼比的方法有幾種每一方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么(1) 對(duì)數(shù)衰減率法優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量一階振型的阻尼比比較容易。缺點(diǎn)：確定高階振型的阻尼比時(shí)，要能夠激發(fā)出相應(yīng)振型的自由振動(dòng)，這一點(diǎn)比較困難。(2) 共振放大法優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單，且可處理任意類(lèi)

15、型的多自由度體系。缺點(diǎn)：等效靜位移較難確定。(3) 半功率帶寬法優(yōu)點(diǎn)：可操作性強(qiáng)。缺點(diǎn)：對(duì)多自由度體系要求共振頻率稀疏。(4) 能量等效阻尼比優(yōu)點(diǎn)：可操作性強(qiáng)。 缺點(diǎn)：對(duì)于共振頻率之外的其他頻率，物理概念不一定正確，只是一個(gè)近似。5、簡(jiǎn)諧荷載作用下，在結(jié)構(gòu)的一個(gè)振動(dòng)循環(huán)中，外力、阻尼力、彈性恢復(fù)力和慣性力做工 及其關(guān)系如何在穩(wěn)定狀態(tài)下，外力和阻尼力所做的功和為零，彈性恢復(fù)力和慣性力所做的功為零。6、結(jié)構(gòu)中阻尼的來(lái)源以摩擦型阻尼為主，為什么實(shí)際結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)分析中采用的結(jié)構(gòu)阻尼 是滯變阻尼而不采用經(jīng)典的庫(kù)倫摩擦阻尼僅僅是出于計(jì)算上的方便(1) 在簡(jiǎn)諧反應(yīng)分析(頻域分析)中，滯變阻尼理論與試驗(yàn)結(jié)果相

16、符；(2) 函數(shù)連續(xù)可微，便于計(jì)算；(3) 結(jié)構(gòu)的等效阻尼比可以通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得，而摩擦系數(shù)較難通過(guò)試驗(yàn)確定。7、滯變阻尼（復(fù)阻尼）的三種形式在復(fù)數(shù)域是完全等價(jià)的，但在一個(gè)振動(dòng)循環(huán)內(nèi)的耗能確 不相同，原因是什么復(fù)數(shù)域上取模后會(huì)丟失一部分信息（不再一一對(duì)應(yīng)），做圍道積分時(shí)會(huì)產(chǎn)生差異，故第一種形式與后兩種有所不同。8、第1和第3種形式的滯變阻尼在實(shí)數(shù)域的定義不盡相同，但在復(fù)數(shù)域則完全等價(jià)，若分 別采用這兩種形式的滯變阻尼進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)分析，是否預(yù)示著采用實(shí)數(shù)域分析和復(fù)數(shù)域分析會(huì)獲得矛盾的結(jié)果因?yàn)閷?shí)數(shù)域與復(fù)數(shù)域并不是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，所以可能會(huì)獲得矛盾的結(jié)果。（扯的） 思考題五1、在杜哈梅積分中時(shí)間變量

17、T和t有什么區(qū)別怎樣用杜哈梅積分求解任意動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力位移問(wèn)題簡(jiǎn)諧荷載下的動(dòng)位移可以用杜哈梅積分求解嗎積分上限t是原函數(shù)的自變量，是動(dòng)力響應(yīng)發(fā)生的時(shí)刻；T是積分變量，是瞬時(shí)沖量作用的時(shí)刻。對(duì)于無(wú)阻尼體系：0psin對(duì)于阻尼體系:opexptsi nD t d簡(jiǎn)諧荷載可以使用杜哈梅積分。2、采用連續(xù)傅里葉變換和離散傅里葉變換研究非周期荷載作用下體系動(dòng)力反應(yīng)問(wèn)題時(shí)的最主要差別是什么在采用離散傅里葉變換分析時(shí)都應(yīng)注意哪些問(wèn)題采用連續(xù)傅里葉變換時(shí)仍為非周期函數(shù)，而離散傅里葉變換會(huì)將非周期函數(shù)周期化。 注意事項(xiàng)：（1）離散傅里葉變換將非周期時(shí)間函數(shù)周期化；對(duì)荷載P（t）要增加足夠多的零點(diǎn)以增大持續(xù)時(shí)

18、間Tp，以保證在所計(jì)算的時(shí)間段O,Tp內(nèi)體系位移能衰減到 0; 頻譜上限頻率（奈奎斯特頻率）為f%quist1/2 t ；頻譜的分辨率為f 1/Tp ；頻譜的下限f11/Tp。3、對(duì)比基于傅里葉級(jí)數(shù)和離散傅里葉變換得到的結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)的解式，分析兩者之間的異 同。離散傅里葉變換：utk1N1U jexp i2kjkTp j 0j"N相同點(diǎn)：(1) 計(jì)算的結(jié)果都具有周期性；不同點(diǎn)：(1) 從本質(zhì)上講，傅里葉級(jí)數(shù)處理的是周期性荷載，而離散傅里葉變換處理的是任意荷載;(2) 傅里葉級(jí)數(shù)得到的結(jié)果是連續(xù)的，離散傅里葉變換得到的結(jié)果是離散的；(3) 傅里葉級(jí)數(shù)是無(wú)窮級(jí)數(shù)，離散傅里葉變換是有限項(xiàng)求

19、和。4、 在離散傅里葉變換中，從傅里葉譜離散化給出的離散頻率點(diǎn)看，最大頻率點(diǎn)為fN 1/ t，但理論上給出的上限頻率卻僅為fNyquist 1/2 t，為什么如果采樣頻率高于奈奎斯特頻率，將會(huì)發(fā)生頻率混疊現(xiàn)象，不能真實(shí)還原被測(cè)信號(hào)。5、什么是奈奎斯特頻率為什么稱(chēng)奈奎斯特頻率為折疊頻率它有什么作用為保證離散數(shù)值分 析的精度，最大有效頻率應(yīng)如何取值奈奎斯特頻率是離散信號(hào)系統(tǒng)采樣頻率的一半，即fNyquist 1/2 t因?yàn)槌^(guò)奈奎斯特頻率的信號(hào)與其關(guān)于奈奎斯特頻率對(duì)稱(chēng)的頻率的信號(hào)相同，故稱(chēng)奈奎斯特頻率為折疊頻率。作用是確定了采樣頻率的上限。由于接近奈奎斯特頻率的信號(hào)在采樣和重建過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生畸變

20、，最大有效頻率一般取奈奎斯特頻率的三分之二。6、在采用離散傅里葉變換方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)問(wèn)題分析時(shí)，將導(dǎo)致“周期化”，什么是 非周期問(wèn)題的“周期化”如何避免“周期化”對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)的影響“周期化”是指離散傅里葉變換會(huì)將非周期函數(shù)變?yōu)橹芷诤瘮?shù)。對(duì)荷載P(t)要增加足夠多的零點(diǎn)以增大持續(xù)時(shí)間Tp，以保證在所計(jì)算的時(shí)間段O,Tp內(nèi)體系位移能衰減到0。7、什么是數(shù)值信號(hào)處理問(wèn)題中的分辨率如何提高分辨率分辨率對(duì)結(jié)構(gòu)阻尼比的計(jì)算有什么 影響分辨率是指采樣間隔，表達(dá)式為f 1/Tp可以通過(guò)增大持續(xù)時(shí)間 Tp來(lái)提高分辨率。分辨率越高，解的精度越高，計(jì)算阻尼比時(shí)的精度通常也越高。8、什么是反應(yīng)譜，它與那些物理量

21、有關(guān)什么是地震影響系數(shù)，它與反應(yīng)譜有什么關(guān)系什么 是動(dòng)力系數(shù)，它與反應(yīng)譜和地震影響系數(shù)有什么關(guān)系，與動(dòng)力放大系數(shù)有什么關(guān)系反應(yīng)譜是指在給定的地震作用下，結(jié)構(gòu)的最大(相對(duì))位移反應(yīng)和最大(絕對(duì))加速度反應(yīng) 隨自振周期變化的曲線(xiàn)，它與給定的地震動(dòng)加速度時(shí)程、結(jié)構(gòu)的阻尼比以及自振周期有關(guān)。 地震影響系數(shù)是以重力加速度g為單位的反應(yīng)譜，與反應(yīng)譜的關(guān)系為：sa/g地震動(dòng)力系數(shù)是歸一化的反應(yīng)譜，與反應(yīng)譜的關(guān)系為：sa /&g與地震影響系數(shù)的關(guān)系為：g/鴦與動(dòng)力放大系數(shù)的關(guān)系為：Rd ug/ug思考題六用振型對(duì)結(jié)構(gòu)的位移進(jìn)行展開(kāi)，即采用振型疊加法進(jìn)行結(jié)1什么是多自由度體系的振型， 構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)分析有什

22、么優(yōu)點(diǎn) 振型是體系上 所有質(zhì)量按相同頻率 做自由振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)形狀。優(yōu)點(diǎn)是將耦聯(lián)的N個(gè)自由度問(wèn)題解耦為 N個(gè)獨(dú)立的單自由度問(wèn)題，避免求解聯(lián)立方程。2、什么是振型的正交性振型關(guān)于剛度陣正交的物理意義是什么振型關(guān)于質(zhì)量陣正交的物理 意義是什么振型的正交性：當(dāng) m n時(shí)，TmMn0TK0mn物理意義：某一振型產(chǎn)生的彈性恢復(fù)力（慣性力）在另一振型上做功為零， 即不同振型間能量不會(huì)傳遞。3、如何證明振型的完備性如何證明結(jié)構(gòu)振型之間是線(xiàn)性無(wú)關(guān)的由于振型 i為矩陣 K M 的特征向量，而矩陣 K、M都是正定矩陣，故矩陣1K M也為正定矩陣，則其特征向量i是線(xiàn)性無(wú)關(guān)的。對(duì)于N維空間，由于向量 i i 1,2,.

23、, N是線(xiàn)性無(wú)關(guān)的，故它們構(gòu)成了該線(xiàn)性空間的一 組基，故振型具有完備性。4、什么是振型質(zhì)量 Mn和陣型剛度Kn它們與自振頻率 訕 有什么關(guān)系對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)某階振型,振興質(zhì)量Mn和陣型剛度Kn是否為固定常數(shù)Tnnn它們不是固定常數(shù)，但它們的比值是固定常數(shù)5、對(duì)于單自由度體系通過(guò)自由振動(dòng)分析可以獲得結(jié)構(gòu)的無(wú)阻尼自振頻率 頻率3 D,對(duì)于多自由度有阻尼體系，如何獲得結(jié)構(gòu)的自振頻率和振型 通過(guò)阻尼的解耦假定，仍可得到與單自由度體系類(lèi)似的結(jié)論：con和有阻尼自振K1M nC24KnMn振型與無(wú)阻尼體系一致。6、振型疊加法用到了疊加原理，什么情況下能用這個(gè)方法什么情況下不能用只有線(xiàn)性體系才能使用疊加原理。如果

24、出現(xiàn)材料非線(xiàn)性、幾何非線(xiàn)性或運(yùn)動(dòng)非線(xiàn)性，都不能使用疊加原理。7、在多自由度體系振型阻尼比的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力測(cè)量時(shí)，可以采用自由振動(dòng)試驗(yàn)法，此時(shí)需要使 結(jié)構(gòu)按不同振型做自由衰減振動(dòng)，如何使多自由度體系只按某個(gè)特定的振型振動(dòng)各質(zhì)點(diǎn)之間的 初位移和初速度的比值應(yīng)具有該振型的比值關(guān)系。8、N個(gè)自由度的體系有多少發(fā)生共振的可能性為什么有N個(gè)，因?yàn)橛蠳種不同的振型。9、多自由度體系的頻率方程存在重根時(shí)，體系自振頻率個(gè)數(shù)、振型個(gè)數(shù)與自由度數(shù)關(guān)系如 何各振型之間的關(guān)系如何自振頻率個(gè)數(shù)少于自由度數(shù)。振型個(gè)數(shù)等與自由度數(shù)。各振型之間仍然保持正交性。10、如何判斷頻率方程是否存在重根及其為幾重根記 fK 2 M則若 f j

25、 i 0 j 1,2,.,k 且 f k 1 i 0便在oi處存在k重根。11、什么是矩陣的正定條件體系剛度矩陣和質(zhì)量矩陣的正定條件是否能保證頻率方程不出現(xiàn) 重根 對(duì)于對(duì)稱(chēng)矩陣A,若對(duì)于任意非零向量 x，均滿(mǎn)足不等式XTAx 0，則稱(chēng)矩陣A為正定矩陣。不能保證。思考題七1、為什么阻尼會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)振型的正交性產(chǎn)生影響，什么時(shí)候阻尼稱(chēng)為經(jīng)典阻尼什么時(shí)候稱(chēng)為 非經(jīng)典阻尼經(jīng)典阻尼是指滿(mǎn)足振型正交條件的阻尼。(阻尼矩陣為對(duì)角陣)非經(jīng)典阻尼是指不滿(mǎn)足振型正交條件的阻尼。(阻尼矩陣為非對(duì)角陣)2、當(dāng)結(jié)構(gòu)的阻尼為非經(jīng)典阻尼時(shí)，采用振型疊加法計(jì)算結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)時(shí)，避免求解聯(lián)立方 程組的兩種基本分析方法是什么各有什么優(yōu)

26、缺點(diǎn)(1) 迭代法優(yōu)點(diǎn)：形式簡(jiǎn)單直觀；缺點(diǎn)：需要計(jì)算多步，計(jì)算量可能較大。(2) 復(fù)模態(tài)方法優(yōu)點(diǎn)：可以得到解耦的獨(dú)立方程； 缺點(diǎn)：矩陣的階數(shù)增大，且自振頻率和振型都是復(fù)數(shù)，要花費(fèi)更多的時(shí)間。3、 Rayleigh阻尼的概念和特點(diǎn)，確定Rayleigh阻尼公式中兩參數(shù)的原則是什么 Rayleigh阻尼的定義：假設(shè)結(jié)構(gòu)的阻尼矩陣是質(zhì)量矩陣好剛度矩陣的組合，即C=a oM+a iK特點(diǎn)：滿(mǎn)足振型正交條件。原則：所有感興趣的頻率都在頻段內(nèi)i, j 。4、擴(kuò)展的Rayleigh阻尼(Caughey阻尼)的概念；用多個(gè)自振頻率和振型阻尼比確定擴(kuò)展 Rayleigh阻尼的常數(shù)時(shí)，在自振頻率個(gè)數(shù)的選取上應(yīng)注意

27、的基本原則是什么L 1i lCaughey阻尼的概念：C Mal M Kl 0基本原則：頻率點(diǎn)應(yīng)取偶數(shù)個(gè)，防止出現(xiàn)負(fù)阻尼。5、為什么高階振型對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)的影響小對(duì)于地震荷載，外荷載的頻率較小，故對(duì)于高階振型，-較小，則動(dòng)力放大系數(shù)趨于1。n6、當(dāng)結(jié)構(gòu)不同部分的阻尼比存在明顯差異時(shí)，如何較高精度地實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的振型分 解反應(yīng)譜分析(1) 先將結(jié)構(gòu)分為幾個(gè)內(nèi)部阻尼接近的子結(jié)構(gòu)；(2) 各子結(jié)構(gòu)阻尼是經(jīng)典的，可分別建立阻尼矩陣；(3) 集成后得到結(jié)構(gòu)總體阻尼陣。7、 構(gòu)造結(jié)構(gòu)阻尼矩陣的目的是什么為什么采用Rayleigh阻尼假設(shè)當(dāng)結(jié)構(gòu)由阻尼相差較大的 幾部分構(gòu)成時(shí)，結(jié)構(gòu)體系的阻尼矩陣如何建立目

28、的：在有阻尼體系的動(dòng)力分析問(wèn)題中使用振型疊加法。采用Rayleigh阻尼假設(shè)是為了構(gòu)造出既滿(mǎn)足振型正交條件又具有一定精度的阻尼矩陣，從 而簡(jiǎn)化計(jì)算。建立方法：(1) 先將結(jié)構(gòu)分為幾個(gè)內(nèi)部阻尼接近的子結(jié)構(gòu)；(2) 各子結(jié)構(gòu)阻尼是經(jīng)典的，可分別建立阻尼矩陣;(3) 集成后得到結(jié)構(gòu)總體阻尼陣。8、Rayleigh阻尼是一種經(jīng)典阻尼，滿(mǎn)足振型正交條件，用振型疊加法分析經(jīng)典阻尼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)問(wèn)題時(shí)，是否需要采用Rayleigh阻尼假設(shè)并構(gòu)造阻尼矩陣對(duì)于經(jīng)典阻尼結(jié)構(gòu)，阻尼矩陣已經(jīng)滿(mǎn)足了振型正交條件，無(wú)需再使用Rayleigh阻尼假設(shè)。9、什么是振型阻尼比實(shí)際工程中不同階振型阻尼比的變化規(guī)律如何數(shù)值計(jì)算時(shí)一

29、般如何選 取振型阻尼比：某一特定振型下的阻尼比，即2 nMn實(shí)際工程中振型阻尼比隨振幅的增大而增大，且因振型的不同而不同。 數(shù)值計(jì)算中一般取為與振型階數(shù)無(wú)關(guān)的定值。10、什么是振型加速度什么是振型加速度法什么是靜力修正法兩種分析方法有什么異同 振型加速度：振型位移 qn(t)關(guān)于時(shí)間的二階導(dǎo)。振型加速度法：在疊加公式中使用振型加速度法(包括振型速度)。靜力修正法：對(duì)于高階振型，采用簡(jiǎn)化的靜力分析方法。除數(shù)值計(jì)算引起的誤差外，靜力修正法好振型加速度法給出的結(jié)果是相同的。思考題八1、建立杜哈梅積分公式和 Newmark- B法時(shí)域逐步積分公式時(shí)最主要的區(qū)別是什么如果在用杜哈梅積分求解任意動(dòng)荷載作用

30、下的反應(yīng)問(wèn)題時(shí)，先將時(shí)間T等步距離散化，然后采用數(shù)值積分，可否用杜哈梅積分求解非線(xiàn)性問(wèn)題最主要區(qū)別是杜哈梅積分公式得到的是精確的解析解；而Newmark-B法得到的是近似的數(shù)值解。不能，因?yàn)槎殴贩e分公式建立在疊加原理的基礎(chǔ)上，不能求解非線(xiàn)性問(wèn)題。2、用中心差分逐步分析方法計(jì)算結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性動(dòng)力反應(yīng)問(wèn)題時(shí)，在每一步的計(jì)算中能否像 Newmark- 3法那樣實(shí)現(xiàn)對(duì)非平衡力的迭代修正計(jì)算不能，中心差分逐步分析方法使用的是原始的運(yùn)動(dòng)方程，而非增量運(yùn)動(dòng)平衡方程，不涉及位移增量的計(jì)算，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是一個(gè)整體，無(wú)法進(jìn)行迭代修正。3、結(jié)構(gòu)阻尼的存在有助于減小結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)，阻尼是否有助于控制時(shí)域逐步積分法引起 的結(jié)

31、構(gòu)振蕩失穩(wěn)，即提高動(dòng)力問(wèn)題數(shù)值算法的穩(wěn)定性不一定，比如在 Clough格式的顯式中心差分法中，當(dāng)阻尼比超過(guò)時(shí)，穩(wěn)定性隨阻尼比的增 大而變差。4、Wilson- 0法將引起結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)振幅的進(jìn)一步衰減，這稱(chēng)為算法阻尼，試討論算法阻 尼存在的利弊。利：通常能提高算法的穩(wěn)定性。弊：會(huì)降低計(jì)算結(jié)果的精度。5、時(shí)域逐步積分法的計(jì)算精度和穩(wěn)定性的概念及兩者之間的關(guān)系。 計(jì)算精度：截?cái)嗾`差與 時(shí)間步長(zhǎng) 之間的關(guān)系。穩(wěn)定性：隨 時(shí)間步數(shù) 的增大，數(shù)值解是否會(huì)遠(yuǎn)離精確解。 一般而言，計(jì)算精度與穩(wěn)定性正相關(guān)，但也有例外。6、建立一種時(shí)域逐步積分算法，要進(jìn)行包括收斂性、計(jì)算精度、穩(wěn)定性和計(jì)算效率四方面 基本問(wèn)題的分

32、析，如何進(jìn)行算法的收斂性和計(jì)算精度的分析 按照定義進(jìn)行，分析截?cái)嗾`差及計(jì)算結(jié)果隨時(shí)間步長(zhǎng)的變化規(guī)律。7、顯示算法不需要求解聯(lián)立方程組，而隱式算法需要求解聯(lián)立方程組。如何證明“所有的 顯示算法都是有條件穩(wěn)定的，而隱式算法可以是有條件穩(wěn)定或無(wú)條件穩(wěn)定”這一論斷 對(duì)于顯示算法，所有的系數(shù)矩陣均為對(duì)角陣，故計(jì)算公式可化簡(jiǎn)為：ui1 f t A u i bi式中， A 為對(duì)角陣，若要求算法穩(wěn)定，則f t A f t A 1顯式地存在 t,必然對(duì) t有所要求，故顯示算法都是有條件穩(wěn)定的。對(duì)于隱式算法， f t 可能被消掉，故可以是無(wú)條件穩(wěn)定的。8、結(jié)構(gòu)阻尼常用于描述結(jié)構(gòu)線(xiàn)彈性動(dòng)力反應(yīng)時(shí)的耗能效應(yīng),對(duì)于結(jié)構(gòu)

33、彈塑性反映問(wèn)題,塑 形反應(yīng)將引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量的耗散, 稱(chēng)為塑性耗能。 在結(jié)構(gòu)彈塑性反應(yīng)問(wèn)題分析中是否還應(yīng) 繼續(xù)考慮阻尼耗能如果不考慮,能否出現(xiàn)問(wèn)題如果要考慮,如何考慮要考慮,(1) 塑性耗能只是耗能的一種,還有摩擦耗能、環(huán)境阻力耗能等的影響；(2) 結(jié)構(gòu)并不是一直處在塑性狀態(tài)中,在彈性狀態(tài)不考慮阻尼耗能會(huì)產(chǎn)生較大誤差。思考題九1、什么是歐拉 - 伯努利梁什么是鐵木辛柯梁剪切變形和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)梁的自振頻率和變形有什 么影響歐拉 -伯努利梁：僅考慮彎曲變形的梁。 鐵木辛柯梁：除了彎曲變形外,還考慮了剪切變形和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響。 剪切變形和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量會(huì)使結(jié)構(gòu)的自振頻率降低,并會(huì)改變陣型,且階數(shù)越高,影響越

34、大。2、歐拉 - 伯努利梁和鐵木辛柯梁在梁的變形基本假設(shè)上的異同。 相同點(diǎn)：都使用了平截面假定；不同點(diǎn)：歐拉 - 伯努利梁僅考慮了彎曲變形,而鐵木辛柯梁還考慮了剪切變形和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的 影響。3、均勻梁有多少個(gè)自振頻率對(duì)于實(shí)際建筑結(jié)構(gòu),粗略推斷作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的單梁(柱)自振 頻率和整體結(jié)構(gòu)自振頻率之比值的可能范圍。有無(wú)窮多個(gè)自振頻率?？赡軙?huì)差很多。4、軸力對(duì)彎曲梁和剪切梁的自振頻率有什么影響軸力對(duì)桿的自振頻率是否有影響軸力是否 影響梁的振型拉力會(huì)使得梁的自振頻率增大，壓力會(huì)使得梁的自振頻率減小。 對(duì)于桿，軸力是外荷載，對(duì)其自振頻率沒(méi)有影響。軸力不影響梁的振型。5、梁的每一個(gè)端點(diǎn)分別有位移、轉(zhuǎn)角、彎矩

35、、剪力四個(gè)條件，為什么僅能提供兩個(gè)邊界條 件因?yàn)槲灰婆c剪力不獨(dú)立，轉(zhuǎn)角與彎矩不獨(dú)立。6、歐拉 - 伯努利梁為什么被稱(chēng)為純彎曲梁是梁中不存在剪力嗎因?yàn)闅W拉 - 伯努利梁中只有彎曲變形。 存在剪力，但不存在剪切變形。7、鐵木辛柯梁是否是完全合理、精確地描述均直梁變形關(guān)系的理論 不是，鐵木辛柯梁仍然用到了平截面假定。8、試敘述建立鐵木辛柯梁時(shí)的幾何方程、物理方程和平衡方程。 見(jiàn)教材。9、橫向變形梁的平截面假設(shè)有幾種，各有什么特點(diǎn)對(duì)應(yīng)著什么梁歐拉 - 伯努利梁：平面截面變形后仍為平面，且變形后的截面與變形后 的軸線(xiàn)垂直。鐵木辛柯梁：同上。均勻剪切梁：平面截面變形后仍為平面，且變形后的截面與 變形前 的

36、軸線(xiàn)垂直。 軸向桿：同上。10、如果要更深入、 系統(tǒng)地研究梁截面的變化、變形規(guī)律及平截面假設(shè)帶來(lái)的影響，都可以 采用什么方法開(kāi)展分析可以采用彈塑性力學(xué)數(shù)值計(jì)算的方法來(lái)開(kāi)展分析。11、不同梁理論（軸向，剪切，彎曲，彎剪）的關(guān)鍵不同點(diǎn)在何處 關(guān)鍵不同點(diǎn)在于對(duì)變形形態(tài)的假設(shè)不同， 軸向桿只發(fā)生軸向變形， 均勻剪切梁只發(fā)生剪切變 形，彎曲梁只發(fā)生彎曲變形，彎剪梁發(fā)生彎曲變形和剪切變形。思考題十1當(dāng)均勻梁中有一集中質(zhì)量 M時(shí)，梁的運(yùn)動(dòng)方程有什么變化，梁的振型如何推導(dǎo) 運(yùn)動(dòng)方程中會(huì)多出一項(xiàng)慣性力。在推導(dǎo)振型時(shí)，可以將集中質(zhì)量當(dāng)作邊界條件來(lái)處理，即通解不變，但系數(shù)會(huì)有所變化。2、如果在進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)分析時(shí)未考

37、慮梁上集中質(zhì)量M的影響，得到的振型是否可以用于梁的動(dòng)力反應(yīng)分析（用振型疊加法）如果可以，會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題可以，此時(shí)將集中質(zhì)量的慣性力視為外荷載。運(yùn)動(dòng)方程會(huì)變成耦聯(lián)的。3、當(dāng)均勻簡(jiǎn)支梁的梁端支座產(chǎn)生豎向運(yùn)動(dòng)時(shí)，如何求解支座運(yùn)動(dòng)引起的簡(jiǎn)支梁的動(dòng)力反應(yīng) 可將支座運(yùn)動(dòng)等效為線(xiàn)性分布的動(dòng)力荷載。4、如何將一根梁的研究成果推廣用于具有分布參數(shù)的框架結(jié)構(gòu)的自振頻率和振型的分析可以使用動(dòng)力直接剛度法。將梁?jiǎn)卧膭?dòng)力剛度矩陣組裝成結(jié)構(gòu)的動(dòng)力剛度矩陣，并進(jìn)行求解。5、 一根梁的自振頻率 3n與n或n2成正比，為什么由梁組成的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，例如大 跨懸索橋的自振頻率不按這一規(guī)律變化，而表現(xiàn)出頻率密集的性質(zhì)我！不！

38、知！道！思考題十一1有限元法和一般廣義坐標(biāo)法的試函數(shù)(有限元法中稱(chēng)插值函數(shù)或形函數(shù))及廣義坐標(biāo)有 什么主要差別試函數(shù)廣義坐標(biāo)一般廣義坐標(biāo)法全域的形函數(shù)物理意義不一定明確有限元法分片的形函數(shù)節(jié)點(diǎn)位移，物理意義明確2、集中質(zhì)量和一致質(zhì)量有限元法的差異和優(yōu)缺點(diǎn)，采用這兩種有限元模型給出的結(jié)構(gòu)自振 頻率與實(shí)際結(jié)構(gòu)自振頻率的關(guān)系。差異：對(duì)質(zhì)量分布的假設(shè)不同。集中質(zhì)量法一致質(zhì)量法優(yōu)點(diǎn)節(jié)省計(jì)算量：(1) 質(zhì)量矩陣是對(duì)角陣；(2) 動(dòng)力自由度數(shù)較少。(1) 精度更咼，收斂更快；(2) 勢(shì)能與動(dòng)能是一致的，便于比較 計(jì)算的自振頻率與精確的自振頻率。與實(shí)際自振 頻率相比偏小偏大3、在結(jié)構(gòu)有限元模型中，動(dòng)力自由度和

39、靜力自由度是否相同對(duì)于一致質(zhì)量法，是相同的；對(duì)于集中質(zhì)量法，是不同的。4、 對(duì)于一致質(zhì)量和集中質(zhì)量有限元模型，如果采用Rayleigh阻尼，與質(zhì)量矩陣成正比的阻 尼比有什么不同與剛度陣成正比的阻尼比是否相同Rayleigh阻尼不僅與質(zhì)量陣、剛度陣有關(guān)，還和自振頻率有關(guān)，故與質(zhì)量矩陣成正比的阻 尼比完全不同，與剛度陣成正比的阻尼比只是系數(shù)ai不同。5、當(dāng)采用中心差分法對(duì)無(wú)阻尼結(jié)構(gòu)有限元模型的運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行時(shí)域逐步積分求解時(shí)，集中 質(zhì)量法和一致質(zhì)量法的逐步積分公式的最主要差別是什么集中質(zhì)量法的質(zhì)量陣是對(duì)角陣，公式為顯式；一致質(zhì)量法的質(zhì)量陣是非對(duì)角陣，公式為隱式。6、是否可以從理論上證明一致質(zhì)量有限元

40、模型的基本自振頻率必定高于相應(yīng)連續(xù)結(jié)構(gòu)的基 本自振頻率可以，一致質(zhì)量模型相當(dāng)于對(duì)體系增加了約束，提高了結(jié)構(gòu)剛度，故計(jì)算的自振頻率不小于理論值。思考題十二1結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)問(wèn)題中引起不確定性的來(lái)源有幾種指出工程結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析中的兩類(lèi)不確定 性問(wèn)題。有3中：(1) 結(jié)構(gòu)確定，輸入不確定；(2) 結(jié)構(gòu)不確定，輸入確定；(3) 結(jié)構(gòu)和輸入都不確定。主要是前兩種。2、什么是隨機(jī)變量什么是隨機(jī)過(guò)程兩者之間有什么關(guān)系隨機(jī)變量：一個(gè)量不能預(yù)先確定，但其取值滿(mǎn)足一定的分布。隨機(jī)過(guò)程：作為時(shí)間函數(shù)的隨機(jī)變量。3、什么是平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程強(qiáng)平穩(wěn)和弱平穩(wěn)的定義平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程：統(tǒng)計(jì)特征不隨時(shí)間的推移而發(fā)生變化的隨機(jī)過(guò)程。強(qiáng)平穩(wěn)：隨機(jī)

41、過(guò)程的各階矩均與時(shí)間t無(wú)關(guān)。弱平穩(wěn)：隨機(jī)過(guò)程的一階矩和二階矩與時(shí)間t無(wú)關(guān)。4、什么是寬帶隨機(jī)過(guò)程什么是窄帶隨機(jī)過(guò)程把平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程劃分為窄帶過(guò)程和寬帶過(guò)程在工程上有什么實(shí)際意義寬帶隨機(jī)過(guò)程：功率譜密度函數(shù)在相當(dāng)寬的頻帶上取有意義的數(shù)量級(jí)。窄帶隨機(jī)過(guò)程：功率譜密度函數(shù)只在較窄的頻帶內(nèi)具有有意義的數(shù)量級(jí)。實(shí)際意義：如果結(jié)構(gòu)的輸入譜具有窄帶特征，則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇避開(kāi)該頻段，避免發(fā)生共振；如果結(jié)構(gòu)的輸入譜具有寬帶特征，則應(yīng)考慮通過(guò)增大結(jié)構(gòu)阻尼等方式減小結(jié)構(gòu)反應(yīng)。5、什么是各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程它與平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的關(guān)系各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程：平穩(wěn)過(guò)程的一個(gè)樣本包含了其他各次取樣的全部特征。平穩(wěn)是各態(tài)歷經(jīng)的必要條件

42、，但不是充分條件。6、給出三種常見(jiàn)的隨機(jī)過(guò)程描述。無(wú)聊不無(wú)聊！7、 功率譜密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)的定義，什么是Wie ner-Khi ntchin定理。1 2功率譜密度函數(shù)：Sxlim FT T自相關(guān)函數(shù)：R t,tE x t x tWiener-Khintchin定理：功率譜密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)互為Fourier變換對(duì)。8、在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程介紹的線(xiàn)性結(jié)構(gòu)隨機(jī)反應(yīng)的頻域分析方法中如何反映或說(shuō)如何實(shí)現(xiàn)結(jié) 構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)的不確定性計(jì)算。（1）輸入的功率譜密度函數(shù) S 已知,計(jì)算結(jié)構(gòu)反映的功率譜密度函數(shù) Sy 通過(guò)Fourier逆變換計(jì)算自相關(guān)函數(shù)（4）假設(shè)結(jié)構(gòu)相應(yīng)的均值，計(jì)算其方差。確定結(jié)構(gòu)的復(fù)頻響應(yīng)函

43、數(shù)H iH iSx；Ry1Syexp id ;2思考題十二1、推導(dǎo)Rayleigh-Ritz 法時(shí)，通過(guò)對(duì)Rayleigh熵取極值得到了 Rayleigh-Ritz法的基本公式，取極值的物理背景是什么增加約束會(huì)使體系的頻率變大，Rayleigh法得到的是固有頻率的上限，故取極小值最接近真實(shí)的固有頻率。2、 Rayleigh-Ritz法首先假設(shè)一組振型，通過(guò)在一個(gè)減縮空間的模態(tài)分析獲得結(jié)構(gòu)體系的一組振型和自振頻率。能否利用所獲得的振型繼續(xù)用Rayleigh-Ritz法進(jìn)行迭代分析以獲得精度更好的一組振型和自振頻率不能，Rayleigh-Ritz法求得的已經(jīng)是線(xiàn)性空間中Rayleigh 熵最小的解了，繼續(xù)使用Rayleigh-Ritz法不會(huì)改變結(jié)果。3、 在用振型疊加法分析結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)問(wèn)題時(shí)，可以采用自振振型，也可以采用Ritz向量,與普通自振振型相比，荷載相關(guān)的Ritz向量的優(yōu)缺點(diǎn)是什么優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于相應(yīng)的外荷載收斂很快，且易于編程。缺點(diǎn)：與外荷載的分布形式有關(guān)，當(dāng)外荷載的分布形式變化時(shí)，需要重新計(jì)算相應(yīng)的Ritz向量。4、 Lanczos向量與 Ritz向量的關(guān)系，用 Lanczos方法得到的振型與 Lanczos向量是否是同 一概念（是否相同）Lanczos向量與Ritz向量是等價(jià)的，但物理概念不同（ Lanczos方法計(jì)算的是自振振