什么是结构动力学分析 什么是结构动力学基础

什么是结构动力学?

结构动力学:结构力学的一个分支,着重研究结构对于动载荷的响应(如位移、应力等的时间历程),以便确定结构的承载能力和动力学特性,或为改善结构的性能提供依据。

  结构动力学同结构静力学的主要区别在于它要考虑结构因振动而产生的惯性力(见达朗伯原理)和阻尼力,而同刚体动力学之间的主要区别在于要考虑结构因变形而产生的弹性力。结构动力学中,在外加动载荷作用下,结构会发生振动,它的任一部分或者任意取出的一个微体将在外载荷、弹性力、惯性力和阻尼力的共同作用下处于达朗伯原理意义下的平衡状态。通过位移及其导数来表示这种关系就得到运动方程。运动方程的建立、求解和分析是结构动力学理论研究的基本内容。

延伸阅读

结构动力学方程中的阻尼矩阵一般如何计算?

有关结构阻尼矩阵的考虑具有理论与实际重要性。整体阻尼矩阵是由质量矩阵和刚度矩阵按比例组合构造而成的。目前工程分析中多采用Rayleigh阻尼阵形式即[C]=α[M]+

什么是稳态响应结构动力学?

稳态响应是指当足够长的时间之后,系统对于固定的输入,有了一个较为稳定的输出。

在某一输入信号的作用后,时间趋于无穷大时系统的输出状态称为稳态 在学拉式变换的时会引出几个概念,稳态,瞬态,自然响应,受迫响应稳态就是系统稳定后的数值瞬态就是输入的时刻系统的相应,在时间常数之内的变化比较大,达到稳态之前的过程自然响应就是本征响应,跟信号的输入没有关系,只跟系统本身有关。

受迫响应就是有信号输入影响的响应。

高等结构动力学研究内容和目的?

结构动力学是研究结构在动力荷载作用下的振动问题。在动力荷载作用下,其一要考虑惯性力影响,其二考虑位移、内力、速度、加速度均随时间变化而变化。

结构力学基本原理?

一般对结构力学可根据其研究性质和对象的不同分为结构静力学、结构动力学、结构稳定理论、结构断裂、疲劳理论和杆系结构理论、薄壁结构理论和整体结构理论等。

结构静力学

结构静力学是结构力学中首先发展起来的分支,它主要研究工程结构在静载荷作用下的弹塑性变形和应力状态,以及结构优化问题。静载荷是指不随时间变化的外加载荷,变化较慢的载荷,也可近似地看作静载荷。结构静力学是结构力学其他分支学科的基础。

结构动力学

结构动力学是研究工程结构在动载荷作用下的响应和性能的分支学科。动载荷是指随时间而改变的载荷。在动载荷作用下,结构内部的应力、应变及位移也必然是时间的函数。由于涉及时间因素,结构动力学的研究内容一般比结构静力学复杂的多。(见结构动力学)

结构稳定理论

结构稳定理论是研究工程结构稳定性的分支。现代工程中大量使用细长型和薄型结构,如细杆、薄板和薄壳。它们受压时,会在内部应力小于屈服极限的情况下发生失稳(皱损或曲屈),即结构产生过大的变形,从而降低以至完全丧失承载能力。大变形还会影响结构设计的其他要求,例如影响飞行器的空气动力学性能。结构稳定理论中最重要的内容是确定结构的失稳临界载荷。(见板壳稳定性)

结构断裂和疲劳理论

结构断裂和疲劳理论是研究因工程结构内部不可避免地存在裂纹,裂纹会在外载荷作用下扩展而引起断裂破坏,也会在幅值较小的交变载荷作用下扩展而引起疲劳破坏的学科。我们对断裂和疲劳的研究历史还不长,还不完善,但断裂和疲劳理论发展很快。

在结构力学对于各种工程结构的理论和实验研究中,针对研究对象还形成了一些研究领域,这方面主要有杆系结构理论、薄壁结构理论和整体结构理论三大类。整体结构是用整体原材料,经机械铣切或经化学腐蚀加工而成的结构,它对某些边界条件问题特别适用,常用作变厚度结构。随着科学技术的不断进展,又涌现出许多新型结构,比如20世纪中期出现的夹层结构和复合材料结构。(见复合材料力学)

研究方法

结构力学的研究方法主要有工程结构的使用分析、实验研究、理论分析和计算三种。在结构设计和研究中,这三方面往往是交替进行并且是相辅相成的进行的。

使用分析在结构的使用过程中,对结构中出现的情况进行分析比较和总结,这是易行而又可靠的一种研究手段。使用分析对结构的评价和改进起着重要作用。新设计的结构也需要通过使用来检验性能。

实验研究能为鉴定结构提供重要依据,这也是检验和发展结构力

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