《結(jié)構(gòu)力學(xué)》龍馭球10動(dòng)力學(xué)

《結(jié)構(gòu)力學(xué)》龍馭球10動(dòng)力學(xué)目錄contents動(dòng)力學(xué)基本概念與原理質(zhì)點(diǎn)與剛體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)彈性體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析方法結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與測(cè)試方法結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用01動(dòng)力學(xué)基本概念與原理動(dòng)力學(xué)研究對(duì)象及意義010203探究物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的內(nèi)在原因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)與力之間的關(guān)系物體具有保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)慣性假設(shè)力的假設(shè)作用與反作用原理動(dòng)力學(xué)普遍定理力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因作用力和反作用力大小相等、方向相反動(dòng)量定理、動(dòng)量矩定理、動(dòng)能定理等動(dòng)力學(xué)基本假設(shè)與原理力是產(chǎn)生加速度的原因，決定物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化反過(guò)來(lái)又會(huì)影響力的分布和作用效果力與運(yùn)動(dòng)之間的相互作用關(guān)系是動(dòng)力學(xué)研究的核心內(nèi)容動(dòng)力學(xué)中力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系靜力學(xué)問(wèn)題運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題動(dòng)力學(xué)問(wèn)題求解方法動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分類(lèi)及求解方法研究物體在靜力作用下的平衡條件研究物體在力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究物體運(yùn)動(dòng)的幾何性質(zhì)，不涉及力的作用矢量法、圖解法、解析法等，結(jié)合具體問(wèn)題選擇合適的求解方法02質(zhì)點(diǎn)與剛體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)質(zhì)點(diǎn)、參考系、坐標(biāo)系等；質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的基本概念位置矢量、位移、速度、加速度等；質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的基本物理量勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)等；質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等。質(zhì)點(diǎn)曲線運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)描述方法02030401牛頓第二定律及其應(yīng)用牛頓第二定律的表述及意義；牛頓第二定律的適用范圍；牛頓第二定律的應(yīng)用：求解質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題、分析動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象等；牛頓第二定律與動(dòng)量定理、動(dòng)能定理的關(guān)系。03剛體運(yùn)動(dòng)的描述方法歐拉角、旋轉(zhuǎn)矩陣、四元數(shù)等；01剛體的基本概念剛體、剛體的自由度等；02剛體的基本運(yùn)動(dòng)形式平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等；剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)描述方法剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律的表述及意義；剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律的應(yīng)用：求解剛體轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題、分析剛體動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象等。剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的概念及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的定義；剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律的適用范圍；03彈性體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)123彈性體在受到外力作用時(shí)，會(huì)發(fā)生形狀和尺寸的改變，稱(chēng)為變形。變形包括線變形、角變形和復(fù)雜變形等。彈性體變形基本概念內(nèi)力是指彈性體內(nèi)部各部分之間相互作用的力。根據(jù)靜力學(xué)原理，可以計(jì)算彈性體在受到外力作用時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)力。內(nèi)力概念及計(jì)算應(yīng)力是單位面積上的內(nèi)力，應(yīng)變是單位長(zhǎng)度的變形。在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力和應(yīng)變之間存在一定的比例關(guān)系，即胡克定律。應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系彈性體變形與內(nèi)力關(guān)系動(dòng)力學(xué)基本方程01彈性體動(dòng)力學(xué)基本方程包括平衡方程、幾何方程和物理方程。其中，平衡方程描述了彈性體在振動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)力平衡條件。振動(dòng)微分方程推導(dǎo)02根據(jù)彈性體動(dòng)力學(xué)基本方程，可以推導(dǎo)出彈性體振動(dòng)微分方程。該方程描述了彈性體各質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)過(guò)程中的位移、速度和加速度等物理量的變化規(guī)律。邊界條件與初始條件03在求解彈性體振動(dòng)微分方程時(shí)，需要給出邊界條件和初始條件。邊界條件描述了彈性體在邊界上的受力或約束情況，初始條件描述了彈性體在初始時(shí)刻的位移和速度等物理量。彈性體振動(dòng)微分方程建立自由振動(dòng)是指彈性體在沒(méi)有受到外部激勵(lì)的情況下，由于內(nèi)部初始擾動(dòng)而產(chǎn)生的振動(dòng)。自由振動(dòng)概念固有頻率是指彈性體在自由振動(dòng)過(guò)程中，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率。振型是指彈性體在自由振動(dòng)過(guò)程中，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相對(duì)位移分布。固有頻率與振型阻尼是指彈性體在振動(dòng)過(guò)程中受到的阻力。阻尼會(huì)使彈性體的自由振動(dòng)逐漸衰減，直至停止。阻尼對(duì)自由振動(dòng)的影響彈性體自由振動(dòng)分析受迫振動(dòng)概念受迫振動(dòng)是指彈性體在受到外部激勵(lì)的情況下，產(chǎn)生的周期性振動(dòng)。頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)描述了彈性體在受到不同頻率外部激勵(lì)時(shí)，產(chǎn)生的振動(dòng)響應(yīng)。該函數(shù)與彈性體的固有頻率、阻尼比等參數(shù)有關(guān)。共振現(xiàn)象及防止措施當(dāng)外部激勵(lì)的頻率接近彈性體的固有頻率時(shí)，會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象。共振會(huì)使彈性體的振動(dòng)幅度急劇增大，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。為了防止共振現(xiàn)象的發(fā)生，可以采取增加阻尼、改變結(jié)構(gòu)剛度等措施。彈性體受迫振動(dòng)分析04結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析方法

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型簡(jiǎn)化方法等效質(zhì)量法將復(fù)雜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為等效單自由度體系，便于計(jì)算和分析。模態(tài)綜合法利用模態(tài)疊加原理，將多自由度體系轉(zhuǎn)化為少數(shù)模態(tài)坐標(biāo)下的運(yùn)動(dòng)方程，降低計(jì)算維度。有限元法將結(jié)構(gòu)離散化為有限個(gè)單元，通過(guò)單元?jiǎng)偠染仃嚭唾|(zhì)量矩陣組裝得到整體剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，進(jìn)而求解結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)。根據(jù)結(jié)構(gòu)無(wú)阻尼自由振動(dòng)方程，將其轉(zhuǎn)化為特征值問(wèn)題，求解得到自振頻率和振型。特征值問(wèn)題求解迭代法模態(tài)分析軟件通過(guò)逐步逼近的方式求解特征值問(wèn)題，如反迭代法、子空間迭代法等。利用專(zhuān)業(yè)的模態(tài)分析軟件，如ANSYS、ABAQUS等，進(jìn)行結(jié)構(gòu)自振頻率和振型的求解。030201結(jié)構(gòu)自振頻率和振型求解方法在頻域內(nèi)求解結(jié)構(gòu)在簡(jiǎn)諧荷載作用下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，通過(guò)傅里葉變換將時(shí)域荷載轉(zhuǎn)換為頻域荷載，利用傳遞函數(shù)求解響應(yīng)。直接在時(shí)域內(nèi)求解結(jié)構(gòu)動(dòng)力方程，得到結(jié)構(gòu)在簡(jiǎn)諧荷載作用下的瞬態(tài)響應(yīng)。常用的時(shí)域分析方法有Newmark法、Wilson-θ法等。結(jié)構(gòu)在簡(jiǎn)諧荷載作用下響應(yīng)分析方法時(shí)域分析法頻域分析法結(jié)構(gòu)在任意荷載作用下響應(yīng)分析方法利用杜哈梅積分求解結(jié)構(gòu)在任意荷載作用下的響應(yīng)，該方法適用于線性時(shí)不變系統(tǒng)。卷積積分將任意荷載離散化為一系列脈沖函數(shù)之和，利用卷積積分求解結(jié)構(gòu)響應(yīng)。該方法適用于線性時(shí)不變系統(tǒng)，但計(jì)算量較大。模態(tài)疊加法將結(jié)構(gòu)響應(yīng)表示為各階模態(tài)響應(yīng)的線性組合，通過(guò)求解各階模態(tài)響應(yīng)并疊加得到總響應(yīng)。該方法適用于線性時(shí)不變系統(tǒng)，且能夠降低計(jì)算維度，提高計(jì)算效率。杜哈梅積分05結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與測(cè)試方法保證實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼鎸?shí)性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)能真實(shí)反映實(shí)際結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，具有足夠的精度和可靠性?？紤]實(shí)驗(yàn)條件和可行性在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中要充分考慮現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備、測(cè)試技術(shù)和人員條件，確保實(shí)驗(yàn)的可行性。明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟾鶕?jù)研究或工程需要，明確實(shí)驗(yàn)要解決的具體問(wèn)題，確定實(shí)驗(yàn)方案。結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則通過(guò)頻譜分析，識(shí)別結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼比等模態(tài)參數(shù)。頻域識(shí)別方法利用時(shí)間歷程數(shù)據(jù)，通過(guò)系統(tǒng)識(shí)別技術(shù)確定結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)。時(shí)域識(shí)別方法結(jié)合頻域和時(shí)域識(shí)別方法，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更全面的模態(tài)分析。模態(tài)綜合分析技術(shù)結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法根據(jù)測(cè)試要求選擇合適的傳感器，并合理布置在結(jié)構(gòu)上。傳感器選擇與布置對(duì)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、數(shù)字化等處理，以便于后續(xù)分析。信號(hào)采集與處理包括自由振動(dòng)測(cè)試、強(qiáng)迫振動(dòng)測(cè)試和環(huán)境振動(dòng)測(cè)試等。動(dòng)力響應(yīng)測(cè)試方法結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)測(cè)試技術(shù)損傷識(shí)別方法利用結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的變化識(shí)別結(jié)構(gòu)的損傷位置和程度。健康監(jiān)測(cè)技術(shù)通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，評(píng)估結(jié)構(gòu)的健康狀況和使用壽命。結(jié)構(gòu)安全評(píng)估與預(yù)警結(jié)合損傷識(shí)別和健康監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行評(píng)估，并在必要時(shí)發(fā)出預(yù)警。結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別與健康監(jiān)測(cè)技術(shù)06結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用橋梁動(dòng)力設(shè)計(jì)方法研究基于動(dòng)力學(xué)的橋梁設(shè)計(jì)方法，以提高橋梁的承載能力和耐久性。橋梁健康監(jiān)測(cè)與評(píng)估利用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)原理和技術(shù)手段，對(duì)橋梁的健康狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)估。橋梁振動(dòng)與穩(wěn)定性分析橋梁在風(fēng)、車(chē)輛、地震等外部激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)和穩(wěn)定性問(wèn)題。橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析分析建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)，包括加速度、位移、速度等參數(shù)。地震作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)研究適用于不同建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能評(píng)估指標(biāo)和方法?？拐鹦阅茉u(píng)估指標(biāo)探討建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的損傷和破壞機(jī)制，為結(jié)構(gòu)加固和修復(fù)提供依據(jù)。結(jié)構(gòu)損傷與破壞機(jī)制建筑結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)估方法路基與軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)相互作用研究路基與軌道振動(dòng)特性分析路基和軌道在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)特性及其影響因素。動(dòng)力學(xué)相互作用機(jī)理研究路基與軌道結(jié)構(gòu)之間的動(dòng)力學(xué)相互作用機(jī)理和規(guī)律。減振降噪措施探討降低路