《結(jié)構(gòu)力學(xué)》龍馭球10動力學(xué)

《結(jié)構(gòu)力學(xué)》龍馭球10動力學(xué)目錄contents動力學(xué)基本概念與原理質(zhì)點與剛體動力學(xué)基礎(chǔ)彈性體動力學(xué)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析方法結(jié)構(gòu)動力學(xué)實驗技術(shù)與測試方法結(jié)構(gòu)動力學(xué)在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用01動力學(xué)基本概念與原理動力學(xué)研究對象及意義010203探究物體運動狀態(tài)改變的內(nèi)在原因為結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)研究物體機械運動與力之間的關(guān)系物體具有保持原有運動狀態(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力學(xué)普遍定理力是改變物體運動狀態(tài)的原因作用力和反作用力大小相等、方向相反動量定理、動量矩定理、動能定理等動力學(xué)基本假設(shè)與原理力是產(chǎn)生加速度的原因，決定物體運動狀態(tài)的改變運動狀態(tài)的變化反過來又會影響力的分布和作用效果力與運動之間的相互作用關(guān)系是動力學(xué)研究的核心內(nèi)容動力學(xué)中力與運動關(guān)系靜力學(xué)問題運動學(xué)問題動力學(xué)問題求解方法動力學(xué)問題分類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動規(guī)律研究物體運動的幾何性質(zhì)，不涉及力的作用矢量法、圖解法、解析法等，結(jié)合具體問題選擇合適的求解方法02質(zhì)點與剛體動力學(xué)基礎(chǔ)質(zhì)點、參考系、坐標系等；質(zhì)點運動的基本概念位置矢量、位移、速度、加速度等；質(zhì)點運動的基本物理量勻速直線運動、勻變速直線運動等；質(zhì)點直線運動拋體運動、圓周運動等。質(zhì)點曲線運動質(zhì)點運動學(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)點運動問題、分析動力學(xué)現(xiàn)象等；牛頓第二定律與動量定理、動能定理的關(guān)系。03剛體運動的描述方法歐拉角、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剛體的基本運動形式平動、轉(zhuǎn)動等；剛體運動學(xué)描述方法剛體定軸轉(zhuǎn)動定律剛體定軸轉(zhuǎn)動定律的表述及意義；剛體定軸轉(zhuǎn)動定律的應(yīng)用：求解剛體轉(zhuǎn)動問題、分析剛體動力學(xué)現(xiàn)象等。剛體定軸轉(zhuǎn)動的概念及轉(zhuǎn)動慣量的定義；剛體定軸轉(zhuǎn)動定律的適用范圍；03彈性體動力學(xué)基礎(chǔ)123彈性體在受到外力作用時，會發(fā)生形狀和尺寸的改變，稱為變形。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，可以計算彈性體在受到外力作用時產(chǎn)生的內(nèi)力。內(nèi)力概念及計算應(yīng)力是單位面積上的內(nèi)力，應(yīng)變是單位長度的變形。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)系動力學(xué)基本方程01彈性體動力學(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過程中的動力平衡條件。振動微分方程推導(dǎo)02根據(jù)彈性體動力學(xué)基本方程，可以推導(dǎo)出彈性體振動微分方程。該方程描述了彈性體各質(zhì)點在振動過程中的位移、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在求解彈性體振動微分方程時，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刻的位移和速度等物理量。彈性體振動微分方程建立自由振動是指彈性體在沒有受到外部激勵的情況下，由于內(nèi)部初始擾動而產(chǎn)生的振動。自由振動概念固有頻率是指彈性體在自由振動過程中，各質(zhì)點振動的頻率。振型是指彈性體在自由振動過程中，各質(zhì)點振動的相對位移分布。固有頻率與振型阻尼是指彈性體在振動過程中受到的阻力。阻尼會使彈性體的自由振動逐漸衰減，直至停止。阻尼對自由振動的影響彈性體自由振動分析受迫振動概念受迫振動是指彈性體在受到外部激勵的情況下，產(chǎn)生的周期性振動。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時，產(chǎn)生的振動響應(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)外部激勵的頻率接近彈性體的固有頻率時，會產(chǎn)生共振現(xiàn)象。共振會使彈性體的振動幅度急劇增大，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。彈性體受迫振動分析04結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析方法

結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型簡化方法等效質(zhì)量法將復(fù)雜結(jié)構(gòu)簡化為等效單自由度體系，便于計算和分析。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)坐標下的運動方程，降低計算維度。有限元法將結(jié)構(gòu)離散化為有限個單元，通過單元剛度矩陣和質(zhì)量矩陣組裝得到整體剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，進而求解結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)。根據(jù)結(jié)構(gòu)無阻尼自由振動方程，將其轉(zhuǎn)化為特征值問題，求解得到自振頻率和振型。特征值問題求解迭代法模態(tài)分析軟件通過逐步逼近的方式求解特征值問題，如反迭代法、子空間迭代法等。利用專業(yè)的模態(tài)分析軟件，如ANSYS、ABAQUS等，進行結(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)在簡諧荷載作用下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，通過傅里葉變換將時域荷載轉(zhuǎn)換為頻域荷載，利用傳遞函數(shù)求解響應(yīng)。直接在時域內(nèi)求解結(jié)構(gòu)動力方程，得到結(jié)構(gòu)在簡諧荷載作用下的瞬態(tài)響應(yīng)。常用的時域分析方法有Newmark法、Wilson-θ法等。結(jié)構(gòu)在簡諧荷載作用下響應(yīng)分析方法時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不變系統(tǒng)，但計算量較大。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不變系統(tǒng)，且能夠降低計算維度，提高計算效率。杜哈梅積分05結(jié)構(gòu)動力學(xué)實驗技術(shù)與測試方法保證實驗?zāi)Ｐ偷恼鎸嵭詫嶒災(zāi)Ｐ蛻?yīng)能真實反映實際結(jié)構(gòu)的動力特性，具有足夠的精度和可靠性。考慮實驗條件和可行性在實驗設(shè)計中要充分考慮現(xiàn)有實驗設(shè)備、測試技術(shù)和人員條件，確保實驗的可行性。明確實驗?zāi)康暮鸵蟾鶕?jù)研究或工程需要，明確實驗要解決的具體問題，確定實驗方案。結(jié)構(gòu)動力學(xué)實驗設(shè)計原則通過頻譜分析，識別結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼比等模態(tài)參數(shù)。頻域識別方法利用時間歷程數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)識別技術(shù)確定結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)。時域識別方法結(jié)合頻域和時域識別方法，對結(jié)構(gòu)進行更全面的模態(tài)分析。模態(tài)綜合分析技術(shù)結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別方法根據(jù)測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傳感器采集的信號進行放大、濾波、數(shù)字化等處理，以便于后續(xù)分析。信號采集與處理包括自由振動測試、強迫振動測試和環(huán)境振動測試等。動力響應(yīng)測試方法結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)測試技術(shù)損傷識別方法利用結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的變化識別結(jié)構(gòu)的損傷位置和程度。健康監(jiān)測技術(shù)通過長期監(jiān)測結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)，評估結(jié)構(gòu)的健康狀況和使用壽命。結(jié)構(gòu)安全評估與預(yù)警結(jié)合損傷識別和健康監(jiān)測結(jié)果，對結(jié)構(gòu)的安全性進行評估，并在必要時發(fā)出預(yù)警。結(jié)構(gòu)損傷識別與健康監(jiān)測技術(shù)06結(jié)構(gòu)動力學(xué)在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用橋梁動力設(shè)計方法研究基于動力學(xué)的橋梁設(shè)計方法，以提高橋梁的承載能力和耐久性。橋梁健康監(jiān)測與評估利用結(jié)構(gòu)動力學(xué)原理和技術(shù)手段，對橋梁的健康狀況進行實時監(jiān)測和評估。橋梁振動與穩(wěn)定性分析橋梁在風(fēng)、車輛、地震等外部激勵下的振動響應(yīng)和穩(wěn)定性問題。橋梁結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題分析分析建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的動力響應(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)的抗震性能評估指標和方法?？拐鹦阅茉u估指標探討建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的損傷和破壞機制，為結(jié)構(gòu)加固和修復(fù)提供依據(jù)。結(jié)構(gòu)損傷與破壞機制建筑結(jié)構(gòu)抗震性能評估方法路基與軌道結(jié)構(gòu)動力學(xué)相互作用研究路基與軌道振動特性分析路基和軌道在列車運行過程中的振動特性及其影響因素。動力學(xué)相互作用機理研究路基與軌道結(jié)構(gòu)之間的動力學(xué)相互作用機理和規(guī)律。減振降噪措施探討降低路