結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)課件

第10章結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算基礎(chǔ)高聳結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)動(dòng)力體系位移靜荷載結(jié)構(gòu)體系靜力響應(yīng)內(nèi)力輸入輸出數(shù)值大小inputOutput應(yīng)力方向作用點(diǎn)剛度、約束桿件尺寸截面特性動(dòng)位移加速度動(dòng)荷載結(jié)構(gòu)體系動(dòng)力響應(yīng)速度動(dòng)應(yīng)力輸入輸出動(dòng)力系數(shù)大小inputOutput隨時(shí)間變化方向作用點(diǎn)質(zhì)量、剛度一時(shí)間變化阻尼、約束時(shí)間函數(shù)頻率、振型§10-1動(dòng)力計(jì)算的特點(diǎn)和動(dòng)力自由度1、結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算的特點(diǎn)()動(dòng)力荷載與靜力荷載的區(qū)別動(dòng)力荷載”是指其大小、方向和作用位置隨時(shí)間而變化的荷載。這類荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的慣性力不能忽略,因動(dòng)力荷載將使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相當(dāng)大的加速度,由它所引起的內(nèi)力和變形都是時(shí)間的函數(shù)。靜力荷載”是指其大小、方向和作用位置不隨時(shí)間而變化的荷載?；蛘吆奢d雖隨時(shí)間變化但變得很慢,對(duì)結(jié)構(gòu)的影響與靜力荷載比相差甚徵,這類荷載對(duì)結(jié)枃產(chǎn)生的慣性力可以忽略不計(jì),仍屬于靜力荷載。由它所引起的內(nèi)力和變形都是確定的。(2)動(dòng)力計(jì)算與靜力計(jì)算的的區(qū)別兩者都是建立平衡方程,但動(dòng)力計(jì)算,根據(jù)達(dá)朗伯原理利用動(dòng)靜法,建立的是形式上的平衡方程,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)。建立的平衡方程是微分方程動(dòng)力計(jì)算的內(nèi)容:研究結(jié)枃在動(dòng)力荷載作用下的動(dòng)力反應(yīng)(內(nèi)力、位移、速度、加速度及慣性力等)的計(jì)算原理和方法結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的任務(wù)討論結(jié)構(gòu)在動(dòng)力荷載作用下反應(yīng)的分析的方法。尋找結(jié)構(gòu)固有動(dòng)力特性、動(dòng)力荷載和結(jié)構(gòu)反應(yīng)三者間的相互關(guān)系,即結(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)。2、動(dòng)力荷載分類按變化規(guī)律及其作用特點(diǎn)可分為(1)周期荷載:荷載隨時(shí)間作周期性變化。最簡(jiǎn)單也是最軍要的一種稱為簡(jiǎn)諧荷載,荷載Fr(t隨時(shí)間t的變化規(guī)律可用正弦或余弦函數(shù)表示,如轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的偏心力。其他的周期荷載可稱為非簡(jiǎn)諧性的周期荷載。Fp(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)急劇增大或急劇減小。(如爆炸荷載)FP(tIF(3)隨機(jī)荷載荷載在將來(lái)任一時(shí)刻的數(shù)值無(wú)法事先確定。稱為非確定性荷載,或稱為隨機(jī)荷載(如地震荷載、風(fēng)荷載)。波maprieta波3、動(dòng)力計(jì)算中體系的自由度確定體系上全部質(zhì)量位置所需獨(dú)立參數(shù)的個(gè)數(shù)稱為體系的振動(dòng)自由度。實(shí)際結(jié)構(gòu)的質(zhì)量都是連續(xù)分布的,嚴(yán)格地說(shuō)來(lái)都是無(wú)限自由度體系。計(jì)算困難,常作簡(jiǎn)化如下:(1)集中質(zhì)量法把連續(xù)分布的質(zhì)量集中為幾個(gè)質(zhì)點(diǎn),將一個(gè)無(wú)限自由度的問(wèn)題簡(jiǎn)化成有限自由度問(wèn)題。n+amm>>m梁+am廠房排架水平振動(dòng)時(shí)的計(jì)算簡(jiǎn)圖單自由度體系y2個(gè)自由度2個(gè)自由度自由度與質(zhì)量數(shù)不一定相等1n12n4個(gè)自由度2個(gè)自由度水平振動(dòng)時(shí)的計(jì)算體系構(gòu)架式基礎(chǔ)項(xiàng)板簡(jiǎn)化成剛性塊多自由度體系n(x)無(wú)限自由度體系(x,1)自由度的確定舉例:1)平面上的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)w=1e-yw=2彈性支座不減少動(dòng)力自由度吵