機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)-wenkub
2023-07-11 01:44:51 本頁面
【正文】 向振動(dòng)和（3）塊形基礎(chǔ)。為了簡化計(jì)算，常按下面的方法進(jìn)行簡化。近年來發(fā)展的“載荷識(shí)別”是一項(xiàng)新技術(shù)，它根據(jù)結(jié)構(gòu)在實(shí)際工作情況下測(cè)得的響應(yīng)資料反推結(jié)構(gòu)所受到的載荷資料。對(duì)于前兩種載荷，可以從運(yùn)動(dòng)方程解出位移的時(shí)間歷程并進(jìn)一步求出應(yīng)力的時(shí)間歷程。沖擊波或爆炸是沖擊載荷的典型來源。如果這些因素隨時(shí)間緩慢變化，則在求解結(jié)構(gòu)的響應(yīng)時(shí)，可把載荷作為靜載荷處理以簡化計(jì)算。動(dòng)力自由度（數(shù)目）：動(dòng)力分析中為確定體系任一時(shí)刻全部質(zhì)量的幾何位置所需要的獨(dú)立參數(shù)的數(shù)目。結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動(dòng)力反應(yīng)的內(nèi)因（本質(zhì)因素）是慣性力。該學(xué)科的目的在于為改善工程結(jié)構(gòu)體系在動(dòng)力環(huán)境中的安全性和可靠性提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析要解決的問題有：地震作用下建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、大壩的振動(dòng)；風(fēng)荷載作用下大型橋梁、高層結(jié)構(gòu)的震動(dòng)；機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的不平衡力引起的大型機(jī)器基礎(chǔ)的振動(dòng)；車輛運(yùn)行中由于路面不平順引起的車輛振動(dòng)及車輛引起的路面振動(dòng)；爆炸荷載作用下防護(hù)工事的沖擊動(dòng)力反應(yīng)等等，量大而面廣。結(jié)構(gòu)動(dòng)力破壞的特點(diǎn)是突發(fā)性、毀滅性、波及面大等。結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算的特點(diǎn)為：，比靜力問題復(fù)雜且要消耗更多的計(jì)算時(shí)間。慣性力的出現(xiàn)使分析工作變得復(fù)雜，而對(duì)慣性力的了解和有效處理又可使復(fù)雜的動(dòng)力問題分析得以簡化。獨(dú)立參數(shù)也稱為體系的廣義坐標(biāo)，可以是位移、轉(zhuǎn)角或其它廣義量。載荷的變化或結(jié)構(gòu)的振動(dòng)是否 “緩慢”， 只是一個(gè)相對(duì)的概念。動(dòng)載荷按其隨時(shí)間的變化規(guī)律可以分為：①周期性載荷，其特點(diǎn)是在多次循環(huán)中載荷相繼呈現(xiàn)相同的時(shí)間歷程，如旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置因質(zhì)量不平衡而引起的離心力。③隨機(jī)載荷，其時(shí)間歷程不能用確定的時(shí)間函數(shù)而只能用統(tǒng)計(jì)信息描述。對(duì)于隨機(jī)載荷，只能求出位移響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)信息而不能得到確定的時(shí)間歷程，因而須作專門分析才能求出應(yīng)力響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)信息。為了確定一個(gè)體系在振動(dòng)過程中全部質(zhì)量的位置所需獨(dú)立幾何參數(shù)的數(shù)目，稱為動(dòng)力自由度或簡稱自由度。 集中質(zhì)量法從物理的角度提供一種減少動(dòng)力自由度的簡化方法。有限單元法可看作廣義坐標(biāo)法的一種特殊應(yīng)用。有限元法綜合集中質(zhì)量法和廣義坐標(biāo)法的優(yōu)點(diǎn)：(a)與廣義坐標(biāo)法相似，有限元法采用了形函數(shù)的概念，但不同于廣義坐標(biāo)法在全部體系(結(jié)構(gòu))上插值(即定義形函數(shù)),而是采用了分片的插值(即定義分片形函數(shù))，因此形函數(shù)的公式(形狀)可以相對(duì)簡單。在動(dòng)力計(jì)算時(shí)，要先建立結(jié)構(gòu)的振動(dòng)方程，為了能反映振動(dòng)過程中的能量耗散，在建立方程時(shí)須引入一個(gè)造成能量耗散的阻尼力。動(dòng)力問題主要是求出位移（或位移參數(shù)）隨時(shí)間變化的反應(yīng)。若m不隨時(shí)間變化，上式可寫成 上式中第一項(xiàng)為作用在質(zhì)量上的力，第二項(xiàng)可以稱為質(zhì)量m的慣性力。本方法的優(yōu)點(diǎn)在于物理概念清楚，形象鮮明。按照虛位移原理，虛位移時(shí)所作的總虛功為0是與平衡條件等價(jià)的。式中，T為體系的總動(dòng)能，V為體系的勢(shì)能，包括應(yīng)變能及任何保守外力的勢(shì)能，為作用于體系上的非保守力所做的功，為在指定時(shí)間區(qū)間內(nèi)所取得變分。D 能量法基于能量守恒原理的能量法，不僅可以用來建立體系的振動(dòng)方程
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