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文档介绍：第10章结构的动力计算
§10-2 单自由度体系的自由振动
§10-3 单自由度体系的强迫振动
§10-4 阻尼对振动的影响
§10-5 两个自由度体系的自由振动
§10-6 两个自由度体系在简谐荷载下的强迫振动
§10-7 小结
§10-1 动力计算的特点和动力自由度
§10-1 动力计算的特点和动力自由度
一、结构动力计算的特点
若荷载对结构所产生的影响与静荷载相比相差甚微
——按静荷载考虑;
若荷载对结构所产生的影响与静荷载相比相差甚大
——按动荷载考虑.
◆动荷载与静荷载的区别
动荷载(大小、方向、作用位置)随时间变化。
简谐荷载
FP(t)
t
(1)简谐荷载:可用正弦或余弦函数表示
2 动荷载的分类
◆第一类——周期荷载:荷载随时间作周期性的变化。
t
一般周期荷载
FP(t)
(2)非简谐性的周期荷载
各种爆炸荷载属于这一类
◆第二类——冲击荷载:荷载在很短的时间内急剧增大或减小。
t
tr
t
td
第一类、第二类为数定荷载,确定性荷载。
◆第三类——随机荷载(非数定荷载):
荷载在将来任一时刻的数值无法事先确定。
某次地震波时程
(1)地震荷载
(2)风荷载
(3)波浪对坝体的拍击,等
在此只讨论数定荷载作用。
1940年美国塔克玛大桥由于风震而破坏
1. 动静法
根据达朗伯原理,若假想把惯性力作用在振动着的质量上,则在任一时刻,结构在动荷载以及惯性力作用下处于平衡状态。这样就把动力计算问题转化为静力平衡问题。
结构动力计算的特点
2、惯性力
当物体受外界因素的作用发生运动状态的改变,即获得加速度时,物体由于惯性产生对外界抵抗的作用力称为惯性力。正是由于惯性力的作用使结构的动力计算具有不同于静力计算的特点。
惯性力大小:(- m ÿ )
方向:与y方向相同。
4、动力反应:动内力和动位移的计算
5、动力计算目的:
找出动内力和动位移的变化规律,并用最大值指导设计.
位移、内力等:
,y(t), y(t)
y(t) ;
M(t), FN(t), FQ(t)
3、动力计算的特点
(1)平衡方程中包括惯性力。
(2)平衡方程是瞬间平衡,荷载和内力都是时间的函数.
6 动力计算中体系的自由度
自由度:为了确定运动过程中任一时刻全部质量的位
置所需确定的独立几何参数的数目.
动力体系的简化方法
一、集中质量法:
集中质量(质点或刚体)
弹性无重杆,无轴向变形