结构动力学第一章论述.pptVIP

结 构 动 力 学 第一章 绪论 主要内容 1.1动力问题的基本特征 1.2结构动力学研究的意义 1.3 结构动力学的三要素 1.4 结构动力学研究的内容 1.5 结构动力学研究的方法 1.1动力问题的基本特征 静力学：静荷载P作用下结构的反应 ； 动力学：在动荷P（t）作用下结构的反应，即荷 载P随时间t变化，P是t的函数P(t)； 动的：随时间而改变的； 动载荷：大小、方向、作用点随时间而改变的 任何荷载； 动反应：挠度、应力随时间而改变； 2.结构动力学与静力学的区别： 主要内容 1.1动力问题的基本特征 1.2结构动力学研究的意义 1.3 结构动力学的三要素 1.4 结构动力学研究的内容 1.5 结构动力学研究的方法 1.2 结构动力学研究的意义 1 高层建筑：30层以上、重力＋风荷载； 2 海洋平台：波浪激起的海洋结构动力响应； 3 厂房振动：如电站厂房受机组上动荷载作用； 4 桥梁振动：风洞实验； 5 地震：地震作用下，地基与建筑物间的相互作用 6 防空要求 7 其它领域：航空航天工程中机翼的振动； 8 有利方面：打桩、捣固、筛选 。 主要内容 1.1动力问题的基本特征 1.2结构动力学研究的意义 1.3 结构动力学的三要素 1.4 结构动力学研究的内容 1.5 结构动力学研究的方法 1.3 结构动力学的三要素 主要内容 1.1动力问题的基本特征 1.2结构动力学研究的意义 1.3 结构动力学的三要素 1.4 结构动力学研究的内容 1.5 结构动力学研究的方法 1.4 结构动力学研究的内容 响应预测 已知输入和系统，求响应（位移、速度、 加速度、应力）——称为正问题 系统辨识 已知输入和输出，求系统的问题 ——称为第一类反问题（逆问题） 环境预测 已知系统和响应，求输入 ——称为第二类反问题（逆问题） 主要内容 1.1动力问题的基本特征 1.2结构动力学研究的意义 1.3 结构动力学的三要素 1.4 结构动力学研究的内容 1.5 结构动力学研究的方法 1.5 结构动力学的研究方法 建立模型 模型形式 连续模型 离散模型 1.5 结构动力学的研究方法 建立模型 常用建模方法 牛顿达朗贝尔原理：（微分手段、力学原理 ） 虚功原理及动力学普遍定理：（微分手段、 变分原理） 哈密顿原理：（积分手段、变分原理） 拉格朗日方程：（积分手段、变分原理） 假想振型法：（积分手段、变分原理） * 1.基本概念 1.1动力问题的基本特征 动力学：瞬态平衡,无数个解（微分方程） ①解的情况： 静力学：单一解（代数方程） ②内力情况： 梁的内力（剪力，弯矩）仅抵抗外荷载P的作用。通过平衡原理，可以通过P求得内力（剪力，弯矩）； 梁的内力（剪力，弯矩）不仅抵抗外荷载P的作用，还要抵抗加速度引起的惯性力的作用； 如果惯性力是荷载中的主要组成部分则必须考虑动力特征。 输出 输入 力 位移 系统对输入的反映 系统 线性系统： 非线性系统： 动态的：周期、随机、瞬态 结构材料在弹性范围内（满足叠加原理），有频率和振 型，有其固有特性； 不满足叠加原理、无固有特性。 输出 输入 系统 连续模型:实际问题的参数中，如有某个参数 是连续的，则建立连续模型。 分析求解 离散模型:用适当的参数将分布参数集合成有 限个离散参数。 模型形式： 建模方法： EI=C m EI=C 连续 EI=C 1个自由度 3个自由度 无数个自由度 偏微分方程 解析解 离散成有限个自由度 常微分方程 数值解 一个自由度 三个自由度 连续模型:实际问题的参数中，如有某个参数 是连续的，则建立连续模型。 力学原理 分析求解 离散模型:用适当的参数将分布参数集合成有 限个离散参数。 模型形式： 建模方法： 变分原理 分析受力、数学工具（微分、积分） EI=C m EI=C 连续 EI=C 1个自由度 3个自由度 * *