結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)第一章

1、2022-7-21結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 動(dòng)動(dòng) 力力 學(xué)學(xué)第一章第一章 緒論緒論主要內(nèi)容主要內(nèi)容l1.1動(dòng)力問題的基本特征動(dòng)力問題的基本特征l1.2結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的意義結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的意義l1.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的三要素結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的三要素l1.4 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容l1.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的方法結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的方法1.1動(dòng)力問題的基本特征動(dòng)力問題的基本特征l靜力學(xué)：靜力學(xué)：靜荷載靜荷載P作用下結(jié)構(gòu)的反應(yīng)作用下結(jié)構(gòu)的反應(yīng) ；l動(dòng)力學(xué)：動(dòng)力學(xué)：在動(dòng)荷在動(dòng)荷P（t）作用下結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，即荷）作用下結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，即荷 載載P隨時(shí)間隨時(shí)間t變化，變化，P是是t的函數(shù)的函數(shù)P(t)；l動(dòng)的：動(dòng)的：隨時(shí)間

2、而改變的；隨時(shí)間而改變的；l動(dòng)載荷：動(dòng)載荷：大小、方向、作用點(diǎn)隨時(shí)間而改變的大小、方向、作用點(diǎn)隨時(shí)間而改變的 任何荷載；任何荷載；l動(dòng)反應(yīng)：動(dòng)反應(yīng)：撓度、應(yīng)力隨時(shí)間而改變；撓度、應(yīng)力隨時(shí)間而改變；1.基本概念基本概念2.結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)與靜力學(xué)的區(qū)別：結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)與靜力學(xué)的區(qū)別：1.1動(dòng)力問題的基本特征動(dòng)力問題的基本特征動(dòng)力學(xué)：瞬態(tài)平衡動(dòng)力學(xué)：瞬態(tài)平衡,無數(shù)個(gè)解（微分方程）無數(shù)個(gè)解（微分方程）解的情況：解的情況：靜力學(xué)：單一解（代數(shù)方程）靜力學(xué)：單一解（代數(shù)方程）內(nèi)力情況：內(nèi)力情況： 梁的內(nèi)力（剪力，彎矩）僅抵抗外荷載梁的內(nèi)力（剪力，彎矩）僅抵抗外荷載P的作用。通過平衡原理，可以通過的作用。通過平衡原

3、理，可以通過P求得內(nèi)力（剪力，彎矩）；求得內(nèi)力（剪力，彎矩）； 梁的內(nèi)力（剪力，彎矩）不僅抵抗外梁的內(nèi)力（剪力，彎矩）不僅抵抗外荷載荷載P的作用，還要抵抗加速度引起的的作用，還要抵抗加速度引起的慣性力的作用；慣性力的作用； p p t靜靜荷荷載載動(dòng)動(dòng)荷荷載載如果慣性力是荷載中的主要組成部分則如果慣性力是荷載中的主要組成部分則必須考慮動(dòng)力特征。必須考慮動(dòng)力特征。主要內(nèi)容主要內(nèi)容l1.1動(dòng)力問題的基本特征動(dòng)力問題的基本特征l1.2結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的意義結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的意義l1.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的三要素結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的三要素l1.4 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容l1.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的方法結(jié)構(gòu)

4、動(dòng)力學(xué)研究的方法1.2 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的意義結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的意義l1 高層建筑：高層建筑：30層以上、重力風(fēng)荷載；層以上、重力風(fēng)荷載；l2 海洋平臺(tái)：海洋平臺(tái)：波浪激起的海洋結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)；波浪激起的海洋結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)；l3 廠房振動(dòng)：廠房振動(dòng)：如電站廠房受機(jī)組上動(dòng)荷載作用；如電站廠房受機(jī)組上動(dòng)荷載作用； l4 橋梁振動(dòng)：橋梁振動(dòng)：風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)；風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)；l5 地震：地震：地震作用下，地基與建筑物間的相互作用地震作用下，地基與建筑物間的相互作用 l6 防空要求防空要求l7 其它領(lǐng)域：其它領(lǐng)域：航空航天工程中機(jī)翼的振動(dòng)；航空航天工程中機(jī)翼的振動(dòng)；l8 有利方面：有利方面：打樁、搗固、篩選打樁、搗固、篩選

5、 。 主要內(nèi)容主要內(nèi)容l1.1動(dòng)力問題的基本特征動(dòng)力問題的基本特征l1.2結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的意義結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的意義l1.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的三要素結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的三要素l1.4 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容l1.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的方法結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的方法1.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的三要素結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的三要素輸出輸出輸入輸入力力位移位移系統(tǒng)對輸入的反映系統(tǒng)對輸入的反映系統(tǒng)系統(tǒng)線性系統(tǒng)：線性系統(tǒng)：非線性系統(tǒng)：非線性系統(tǒng)：動(dòng)態(tài)的：周期、隨機(jī)、瞬態(tài)動(dòng)態(tài)的：周期、隨機(jī)、瞬態(tài)結(jié)構(gòu)材料在彈性范圍內(nèi)（滿結(jié)構(gòu)材料在彈性范圍內(nèi)（滿足疊加原理），有頻率和振足疊加原理），有頻率和振 型，有其固有特性；型，有其固有特性；不

6、滿足疊加原理、無固有不滿足疊加原理、無固有特性。特性。主要內(nèi)容主要內(nèi)容l1.1動(dòng)力問題的基本特征動(dòng)力問題的基本特征l1.2結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的意義結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的意義l1.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的三要素結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的三要素l1.4 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容l1.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的方法結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的方法1.4 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容l響應(yīng)預(yù)測響應(yīng)預(yù)測 已知輸入和系統(tǒng)，求響應(yīng)（位移、速度、已知輸入和系統(tǒng)，求響應(yīng)（位移、速度、 加速度、應(yīng)力）加速度、應(yīng)力）稱為正問題稱為正問題l系統(tǒng)辨識(shí)系統(tǒng)辨識(shí) 已知輸入和輸出，求系統(tǒng)的問題已知輸入和輸出，求系統(tǒng)的問題 稱為第一類反問題（逆問題

7、）稱為第一類反問題（逆問題）l環(huán)境預(yù)測環(huán)境預(yù)測 已知系統(tǒng)和響應(yīng)，求輸入已知系統(tǒng)和響應(yīng)，求輸入 稱為第二類反問題（逆問題）稱為第二類反問題（逆問題）輸出輸出輸入輸入系統(tǒng)系統(tǒng)主要內(nèi)容主要內(nèi)容l1.1動(dòng)力問題的基本特征動(dòng)力問題的基本特征l1.2結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的意義結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的意義l1.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的三要素結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的三要素l1.4 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容l1.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的方法結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的方法1.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究方法結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究方法l建立模型建立模型連續(xù)模型連續(xù)模型:實(shí)際問題的參數(shù)中，如有某個(gè)參數(shù)實(shí)際問題的參數(shù)中，如有某個(gè)參數(shù) 是連續(xù)的，則建立連續(xù)模型。是連

8、續(xù)的，則建立連續(xù)模型。l分析求解分析求解離散模型離散模型:用適當(dāng)?shù)膮?shù)將分布參數(shù)集合成有用適當(dāng)?shù)膮?shù)將分布參數(shù)集合成有 限個(gè)離散參數(shù)。限個(gè)離散參數(shù)。模型形式：模型形式：建模方法：建模方法：EI=CmEI=C連續(xù)連續(xù)EI=C1個(gè)自由度個(gè)自由度3個(gè)自由度個(gè)自由度模型形式模型形式l連續(xù)模型連續(xù)模型l離散模型離散模型無數(shù)個(gè)自由度無數(shù)個(gè)自由度偏微分方程偏微分方程解析解解析解離散成有限個(gè)自由度離散成有限個(gè)自由度常微分方程常微分方程數(shù)值解數(shù)值解一個(gè)自由度一個(gè)自由度三個(gè)自由度三個(gè)自由度1.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究方法結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究方法l建立模型建立模型連續(xù)模型連續(xù)模型:實(shí)際問題的參數(shù)中，如有某個(gè)參數(shù)實(shí)際問題的參數(shù)中，如有某個(gè)參數(shù) 是連續(xù)的，則建立連續(xù)模型。是連續(xù)的，則建立連續(xù)模型。力學(xué)原理力學(xué)原理l分析求解分析求解離散模型離散模型:用適當(dāng)?shù)膮?shù)將分布參數(shù)集合成有用適當(dāng)?shù)膮?shù)將分布參數(shù)集合成有 限個(gè)離散參數(shù)。限個(gè)離散參數(shù)。模型形式：模型形式：建模方法：建模方法：變分原理變分原理分析受力、數(shù)學(xué)工具（微分、積分）分析受力、數(shù)學(xué)工具（微分、積分）EI=CmEI=C連續(xù)連續(xù)EI=C1個(gè)自由度個(gè)自由度3個(gè)自由度個(gè)自由度常用建模方法常用建模方法l牛頓達(dá)朗貝爾原理：（微分手段、力學(xué)原理牛頓達(dá)朗貝爾原理：（微分手段、力學(xué)原理 ）l虛功原理及動(dòng)力學(xué)普遍定理：（微分手段、