结构动力学与稳定理论-动力学桥梁设计作业

2015级硕士研究生课堂作业结构动力学与稳定理论刘思木与建筑学院陈星烨2015年11月作业一1、桥梁基本数据桥梁跨径布置：35+60+35=130m；桥梁截面：2个单室箱梁截面（变截面）桥梁宽度：单个箱梁宽度8m；主梁高度：中支点截面6m，跨中截面2.8m；桥墩截面：4x5m矩形墩；桥墩高度：边墩20m，中墩25m；施工方法：悬臂施工；桥梁截面：图一：跨中截面图二：中支点截面2.midas建模图三：桥梁模型（a）图四：桥梁模型（b）图五：midas建模3.荷载和质量（1）自重转化为质量（2）二期恒载转化为质量二期恒载：46.5kN/m图六：质量统计表格4.特征值分析采用多重Ritz法，输入特征值数据如图七所示图七：特征值分析5.运行模型、查看振型及自振频率图八：振型与频率图九：振型参与质量图十：振型方向因子图十一：第一阶振型（横桥向平动）图十二：第二阶振型（纵桥向一致平动）图十三：第三阶振型（竖向一阶对称）图十四：第四阶振型（横桥向平动）图十五：第五阶振型（竖向一阶反对称）5.自振频率精度分析由图九可知，第13阶时，X平动、Y平动、Z平动三个方向的振型参与质量分别是99.85％，96.04%，97.64％。满足规范上振型参与质量达到总质量90%以上的要求，多重Ritz法采用到第13阶时计算出来的自振频率（见图八）精度已符合要求，故精度取13阶。作业二1、工字型框架基本数据框架尺寸：立柱高5m，横杆长5m；立柱截面：0.2x0.3m矩形截面每根杆件分别分为20个单元，模型如图一所示。图一：工字型框架模型2.施加初始缺陷初始缺陷有很多类型，本次计算中采用施加初始变形进行计算。首先进行特征值屈曲分析（即线性稳定分析，自重按不变设置，柱顶集中力按可变进行设置），以此得到的屈曲向量如图五所示。立柱高度为5米，其缺陷最大计算值为5/300=0.017m，按此对屈曲向量进行修正，可先将UX、UY和UZ的值拷贝到Excel中，然后乘以修正系数0.017，最后将修正后的结果叠加到模型的节点坐标表格中去，这样就在分析模型中即考虑了初始缺陷如图六所示。图二：屈曲分析控制图三：第一阶屈曲模态图形图五：屈曲向量表格图六：考虑初始变形后的节点坐标3.非线性分析控制由图三可知，特征值分析中临界荷载为23160kN，故柱顶的轴向荷载的大小取特征值分析中临界荷载的2.5倍，即57900kN。定义一个静力荷载工况，施加自重和柱顶的轴向荷载。进行非线性分析控制，如图七所示。图七：非线性分析控制（3）定义位移函数，计算结果为了建立荷载与位移的关系曲线，按图八定义立杆中点水平（X向）位移函数，分析结果如图九所示。图八：定义位移函数图九：分析结果由图九可知立杆在加载初期，水平位移变化较小，随后在荷载增加不是很大的情况下立杆中点水平位移迅速增加，失稳点应定位立杆中点水平位移快速增加的开始点，即荷载系数为0.25处。荷载增加但位移反而减小的位置点对应的水平位移已经很大，对实际结构已经失去了正常使用能力。基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发锅炉的单片机控制系统基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制一种RISC结构8位单片机的设计与实现基于单片机的公寓用电智能管理系统设计基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制HYPERLINK"/detail.htm?3973