结构动力学讲义

结构动力学8/26/20231主要内容第一章绪论第二章单自由度体系的振动第三章多自由度体系的振动第四章自振频率和振型的实用计算8/26/20232第一章绪论§1.1结构动力学基本特征§1.2离散化方法§1.3结构振动方程建立8/26/20233§1.1结构动力学基本特征1、结构动力计算的特点结构力学静荷载动荷载：荷载的大小、方向和作用位置随时间而变化。绝大多数实际荷载都是动荷载，但是：变化的很慢静荷载变化的很快动荷载8/26/20234荷载随时间变化的快和慢的标准：

结构的自振周期荷载变化速度1秒之内由零增大到最大：自振周期0.1秒的结构：静荷载自振周期10秒的结构：动荷载8/26/202352、动荷载的分类（1）周期荷载：随时间周期性变化代表荷载：简谐荷载（正或余弦表示）（2）冲击荷载：短时间内荷载值急剧增大或急剧减小代表荷载：爆炸荷载（3）随机荷载：与时间呈非确定性的荷载代表荷载：地震荷载、风荷载8/26/20236静力计算与动力计算的区别：静荷载作用下的平衡问题：结构的质量不会有惯性力动荷载作用下的运动问题：惯性力是必须考虑的重要问题（动平衡问题：瞬间的平衡，荷载和内力都是时间函数）8/26/20237动力神计算蛙目的勇：确定色结构紧在动逢力荷横载作各用下遇可能雷产生疤的最软大内认力，伤作为民强度脖设计视的依疏据；满足锁舒适难度条冶件（运位移御、速性度和清加速寨度不继超过疤规范锣的许震可值猾。)7/达6/塞20耐238结构晌动力说学研烈究内逼容结构扎在动易荷载栗作用浙下所霞表现贝出的猎动态酿特征研究笨结构他、动萍荷载梯和响黎应三递者之框间关滩系结构响应动荷载1、响谷应预坐测2、系在统辨仁识3、荷娃载辨与识7/腐6/书20腐239结构络动力址学研肤究方罚法分析酷方法欺：理蜡论建北模和易数值励分析正问董题建搭模（魔分析廉模型狸）反问该题建锈模（燃统计壤模型瓜）试验鸽方法查：模解态试楼验、显力学策环境暮试验遥、模矮拟试擦验7/指6/脚20置2310§1叉.2离散讽化方类法动力栗计算猫中体中系的踢自由骗度惯性丝式力的妈作用糠质量递的分领布瞒质量梨的运面动自码由度动力愚计算塘中体裂系的字自由共度：碌为了旱确定校运动仗过程晒中任电一时鸡刻全土部质夹量的努位置醉所需胡独立耳集合若参数爪的数秋目。实际驳结构坝的质线量都羡是连袄续分碑布的战，因盗此都奏有无绸限个龟自由籍度。无限肺个自邮由度腿计算腔，十蜓分困识难，率也没叫有必识要。7/僚6/旺20圆2311简化李方法加：（1）集驾中质摊量法把连腹续分肉布的狱质量里集中搞为n个集替中的去质量雕无警限自沿由度叮简化尚为有耍限自缎由度稀问题伶。7/兽6/裳20兆2312※简支洞梁分为浩两部肃分1个自扛由度分为牵三部傅分2个自门由度分为近四部绕分3个自即由度最终毙取几用个自思由度喂合适晃取决殖于：你所盟设定纱的精未度工程兰需要松的精浑度7/电6/揉20磨2313※三层隔平面读刚架业：考虑梯其侧赤向振捉动：①把局柱的姐质量剧分到对相邻熔的横手梁上费；②各战横梁辛上的伪水平炕位移杏相等讨。每个胁横梁参可用贝一个贫质量积替代妈，三岸个自润由度得。7/旷6/类20滴2314※刚体战质量递块确定懒质量兼块在笑平面爽内的倒振动①水艺平位暑移x②竖直井位移y③转动θ三个委自由注度才灭能确形定其棵运动以特性典，如找果地壁面视傻为刚倚体，明则只他有一坟个水征平位死移7/贤6/确20仿2315※简支抢梁※三层候平面救刚架※悬臂趴刚梁※刚体本质量锦块结论族：①自这由度撇的数异目与托计算报假定薯有关杨；②自删由度鸭的数驴目与诸集中仰质量窃数目猫无关川；7/均6/拒20水2316（2）广嫩义坐直标法分布访质量存的简奥支梁挠曲割线函踪蝶数：形状浙函数暑：待定幸参数束（广越义坐左标）梁的测挠度齿曲线圣即由遭几个改广义摘坐标鹅所确怜定，旱这时创简支雹梁被青简化截为几脸个自稿由度捉体系泉。（3）有扛限元毛法有限鸣元可爬看作屯广义辜坐标兵法的棵一种理特殊损应用杀。7/织6/拼20修2317§1么.3结构维振动壮方程降建立动力写问题主要律是分孝析位饼移随桐时间撤的变邮化规以律，罚描述沃动力耐位移搜的数察字表韵达式迅的振纽奉动方区程。建立灾振动太方程绵的方岗法主布要有易：（1）动络力平晨衡法基础手：达厚朗伯糕原理革（d′Al既em图be魔rt）惯性绵力：赖与加疤速度案成正批比与加梅速度远的方则向相笔反。7/角6/同20扭2318（2）虚挨功法基础仆：虚孟功原挥理——虚位垄移上素所作腊的总抄虚功险为零——与平令衡条升件等村价。在建季立体培系的创方程久时，卷先确糖定作蛋用于品质量钱上的灭所有妇力，亭包括冲惯性循力，捎然后正引入钞相应萌于每能个自响由度驱的虚柜位移南，并耀使所范作的跃总虚盈功等联于零夺，从孝而得障出振掌动方谣程。与上渗法相唱比，伏优点雕在于途计算飘功时选不需毒要考沫虑方阅向性欢。7/幸6/北20导2319（3）变华分法基础危：哈援密顿鞋（Ha勿mi阔lt要on）原竖理原理银表达隶式：T是体遥系的苍总动照能；V是体志系的棚总势漂能（椒应变夏