高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)第一次課

1、高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)第一次課高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)第一次課 緒論 結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析中的自由度 建立結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程的一般方法 建立運(yùn)動(dòng)方程的基本步驟 1、高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容 2、振動(dòng)的類(lèi)型 3、動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)及動(dòng)荷載 4、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)發(fā)展史 5、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究任務(wù) 6、考核方式 1.11.1 緒緒 論論 一、高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容一、高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容 1.11.1 緒緒 論論 研究?jī)?nèi)容研究?jī)?nèi)容 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) （系統(tǒng)）（系統(tǒng)） 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) （系統(tǒng)）（系統(tǒng)） 輸入輸入 （動(dòng)力荷載）（動(dòng)力荷載） 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) （系統(tǒng)）（系統(tǒng)） 輸出輸出 （動(dòng)力反應(yīng)）（動(dòng)力反應(yīng)） 1.11.1 緒緒 論論 二、振動(dòng)的類(lèi)型 1.周期振動(dòng)

2、2.非周期振動(dòng) 3.瞬態(tài)振動(dòng) 4 隨機(jī)振動(dòng) 1.11.1 緒緒 論論 二、振動(dòng)的類(lèi)型二、振動(dòng)的類(lèi)型 振動(dòng)過(guò)程是指振動(dòng)位移、速度、加速度、力和應(yīng)變等機(jī)械量隨時(shí)間的變化歷程。振動(dòng)過(guò)程是指振動(dòng)位移、速度、加速度、力和應(yīng)變等機(jī)械量隨時(shí)間的變化歷程。 對(duì)振動(dòng)過(guò)程，按不同的標(biāo)準(zhǔn)有多種分類(lèi)方法。對(duì)振動(dòng)過(guò)程，按不同的標(biāo)準(zhǔn)有多種分類(lèi)方法。 1.11.1 緒緒 論論 三、動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)及動(dòng)荷載三、動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)及動(dòng)荷載 1.受動(dòng)荷載作用，方程的解不是單一的，解為隨時(shí)間變化的響應(yīng)；受動(dòng)荷載作用，方程的解不是單一的，解為隨時(shí)間變化的響應(yīng)； 2.慣性力影響；慣性力影響； 3.響應(yīng)幅值與動(dòng)荷載過(guò)程有關(guān)，如共振現(xiàn)象，拍的現(xiàn)象等。響

3、應(yīng)幅值與動(dòng)荷載過(guò)程有關(guān)，如共振現(xiàn)象，拍的現(xiàn)象等。 自重、緩慢變化的荷載，其慣性力與外荷比很小，分析時(shí)仍視作自重、緩慢變化的荷載，其慣性力與外荷比很小，分析時(shí)仍視作 靜荷載。靜荷只與作用位置有關(guān)，而動(dòng)荷是坐標(biāo)和時(shí)間的函數(shù)。靜荷載。靜荷只與作用位置有關(guān)，而動(dòng)荷是坐標(biāo)和時(shí)間的函數(shù)。 1.11.1 緒緒 論論 四、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展史 公元前6世紀(jì) 古希臘畢達(dá)哥拉斯（Pythagoras):試驗(yàn) 測(cè)得：弦線振動(dòng)的性質(zhì)； 我國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)期莊子明確記載了共振現(xiàn)象； 伽利略（G.Galileo）:對(duì)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)性研究，他發(fā) 現(xiàn)了單擺的等時(shí)性，并利用自由落體公式計(jì)算單擺的周期 四、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展史 世紀(jì)線性結(jié)

4、構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論發(fā)展和成熟 四、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展史 傅里葉（傅里葉（J.B.Fourier): 1811年提出函數(shù)的階數(shù)展開(kāi)理論，完成了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明年提出函數(shù)的階數(shù)展開(kāi)理論，完成了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明 ， 歐拉和伯努利分別與歐拉和伯努利分別與1744和和1751年研究了梁的年研究了梁的橫向振動(dòng) 主要參考書(shū) 謝官模：謝官模：振動(dòng)力學(xué)振動(dòng)力學(xué)，國(guó)防工業(yè)出版社，國(guó)防工業(yè)出版社，2007 鄒經(jīng)湘鄒經(jīng)湘 ，結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)，哈工大出版社，哈工大出版社 19961996 .R.R.克拉夫克拉夫( (王光遠(yuǎn)譯），王光遠(yuǎn)譯）， 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)，高等教育，高等教育 出版社，出版社，20062006 余旭東，余

5、旭東，飛行器結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)飛行器結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)，西北工業(yè)大學(xué)出版，西北工業(yè)大學(xué)出版 社，社，20112011 六、考核方式： 1. 學(xué)過(guò)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的學(xué)生： 期末考試（筆試）占60%； 原考試成績(jī)占30%； 完成動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告占10%。 2 沒(méi)有學(xué)過(guò)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的學(xué)生： 期末考試（筆試）占60%； 平時(shí)作業(yè)占30%； 完成動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告占10%。 結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析中的自由度結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析中的自由度 m 結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析中的自由度結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析中的自由度 連續(xù)系統(tǒng) 三自由度系統(tǒng) 二自由度系統(tǒng) 一自由度系統(tǒng) 固有頻率 精確解 近似解 誤差 近似解 誤差 近似解 誤差 w10.03%0.1% 0.7%

6、w20.73%3.3% w36.3% 用集中質(zhì)量法計(jì)算的固有頻率 2 9.870EI l 2 9.859EI l 2 9.867EI l 2 83.21EI l 2 88.83EI l 2 38.18EI l 2 39.19EI l 2 39.48EI l 2 9.798EI l m )(xy 1 )()( i ii xaxy n i ii xaxy 1 )()( i a 0)()0(l ii )(x i m m 廣義坐標(biāo)個(gè)數(shù)即廣義坐標(biāo)個(gè)數(shù)即 為自由度個(gè)數(shù)為自由度個(gè)數(shù) 結(jié)點(diǎn)位移個(gè)數(shù)即結(jié)點(diǎn)位移個(gè)數(shù)即 為自由度個(gè)數(shù)為自由度個(gè)數(shù) 高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)第一次課高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)第一次課 1 y 2 y 1 y

7、1 y 2 y EI 高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)第一次課高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)第一次課 1 y 2 y EI m 1 y 1 y 2 y EI 高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)第一次課高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)第一次課 1 y 2 y EI m 高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)第一次課高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)第一次課 1.3 1.3 建立建立 )dt( 2 1 t t VETH P 1.31.3建立建立 由哈密頓原理推得Lagrange方程 VTL nk q L q L dt d kk )2, 1(0 圖示單自由度振動(dòng)系統(tǒng) 設(shè)靜平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn),則在靜平衡位置彈簧的伸長(zhǎng)量為 k mg st d f e f)( ste xkf xmfxcf Id ; )(tFkxxcx

8、m I f mg 0 2 sin 0 L mgI 0 2 3 L g cx mx 1s F 2s F xx 12 3 12 2 ss EIk FFxx h ( )mxcxkxP t 剛度法步驟：剛度法步驟： 1.在質(zhì)點(diǎn)上沿位移正向加慣性力； 2.求發(fā)生位移y所需之力； 3.令該力等于體系外力和慣性力。 vmf I vcf d EI l 48 3 )( Id fftPv )(vcvmtPv 柔度法步驟：柔度法步驟： 1.在質(zhì)量上沿位移正向加慣性力； 2.求外力和慣性力引起的位移； 3.令該位移等于體系位移。 作業(yè) 16頁(yè)：1-1 (c) (e) (i) ； 1-2(a)（b) 重復(fù)做試驗(yàn)重復(fù)做試驗(yàn) 有一次，伽利略信步來(lái)到他熟悉的比薩大教堂，他坐在一張長(zhǎng)凳上 ，目光凝視著那雕刻精美的祭壇和拱形的廊柱，驀地，教堂大廳中央的 巨燈晃動(dòng)起來(lái)，是修理房屋的工人在那里安裝吊燈。 這本來(lái)是件很平常的事，吊燈像鐘擺一樣晃動(dòng)，在空中劃出看不見(jiàn) 的圓弧?？墒牵だ詤s像觸了電一樣，目不轉(zhuǎn)睛地跟蹤著擺動(dòng)的吊燈 ，同時(shí)，他用右手按著左腕的脈，計(jì)算著吊燈擺動(dòng)一次脈搏跳動(dòng)的次數(shù) ，以此計(jì)算吊燈擺動(dòng)的時(shí)間。 這樣計(jì)算的結(jié)果，伽利略發(fā)現(xiàn)了一個(gè)秘密，這就是吊燈擺一次的時(shí) 間，不管圓弧大小，總是一樣的。一開(kāi)始，吊燈擺