论文资料-结构动力学

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2、蚂膇莁蒀蚁袆膄莆蚀罿荿节蝿肁膂薁螈螁莇蒇螇袃膀莃螆肅莆荿螆膈艿蚇螅袇肁薃螄羀芇葿螃肂肀莅袂螂芅芁袁袄肈薀袀羆芃蒆袀腿肆蒂衿袈莂莈袈羀膅蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈羅袅莈莄薂羇膁芀薁聿莇虿薀衿腿薅蕿羁蒅蒁薈肄芈莇薈膆肁蚆薇袆芆薂蚆羈聿蒇蚅肀芄莃蚄螀肇艿蚃羂芃蚈蚂肅膅薄蚂膇莁蒀蚁袆膄莆蚀罿荿节蝿肁膂薁螈螁莇蒇螇袃膀莃螆肅莆荿螆膈艿蚇螅袇肁薃螄羀芇葿螃肂肀莅袂螂芅芁袁袄肈薀袀羆芃蒆袀腿肆蒂衿袈莂莈袈羀膅蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈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

3、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。内容提要　　本书是在作者多年从事结构动力学的教学及研究工作的基础上撰写而成。书中在介绍基本概念和基础理论的同时，也介绍了结构动力学领域的若干前沿研究课题。本书既注重读者对基本知识的掌握，也注重读者对结构振动领域研究发展方向的掌握　　本书的主要内容包括运动方程的建立、单自由度体系、多自由度体系、无限自由度体系的动力学问题、随机振动、结构动力学的前沿研究课题。书中侧重介绍单自由度体系和多自由度体系，重点突出。　　本书可作为土木工程、机械工程、力学、航空等相关学科

4、的本科生和研究生的教学用书，也可以作为从事结构振动、模态分析与测试等方面工作的研究人员和工程技术人员的参考用书。发展简况　　任何结构所受的载荷都具有不同程度的动载荷性质，有不少结构主要在振动环境下工作。因此，结构动力学的内容十分丰富，涉及面很广，其研究对象遍及土木、机械、运输、航空和航天等工程领域，而研究方法又同材料学、数学和力学密切相关。早在18世纪后半叶，瑞士的丹尼尔第一·伯努利（见伯努利家族）首先研究了棱柱杆侧向振动的微分方程。瑞士的L.欧拉求解了这个方程并建立了计算棱柱杆侧向振动的固有频率的公式。1877～1878年间，英国的瑞利发表了两卷《声学理论》，书中具体地讨论了诸如杆

5、、梁、轴、板等弹性体的振动理论，并提出了著名的瑞利方法（或称瑞利原理）。1908年瑞士的W.里兹提出了一个求解变分问题的近似方法，后来被称作瑞利－里兹法。这个方法实际上推广了瑞利方法，在很多学科中（包括结构动力学在内）发挥了巨大的作用。1928年，S.P.铁木辛柯发表了《工程中的振动问题》一书，总结了弹性体振动理论及其在工程中应用的情况。近几十年来，由于工程实践的需要和科学探索的兴趣，人们进行了大量的实验和理论研究工作，使这门学科在实践和理论分析上都获得了高度的发展。结构动力学的研究内容包括实验研究和理论分析两个方面。历史　　在18～19世纪，大量的实验研究不仅为理论分析奠定了基础，

6、而且成为当时解决实际工程问题的主要手段。例如，19世纪对桥梁和路轨在移动载荷作用下的响应所作的实验，曾对铁路运输工程的发展作出重要贡献。即使在理论分析已较为完善的今天，实验仍不可缺少。20世纪60年代,美国在研制土星V运载火箭时就不惜耗费50万美元,制作一个1/10的动力相似模型,以测定其动力特性。至于材料和结构阻尼特性的测定、振动环境试验等工作，则主要依靠实验研究。课题　　结构动力学实验中有以下几个课题：①材料性能的测定：包括测定动态应力-应变曲线、冲击载荷作用下的极限强度（见材料的力学性能）、重复载荷作用下的疲劳强度（见疲劳）、材料或结构的阻尼特性等；②结构动力相似模型的研究：包

7、括各种情况下的动力相似条件、相似模型的设计和制作等；③结构固有（自由）振动参量的测定：对结构或其相似模型施加一定方式的激励，如频率可调的简谐力、冲击力或随机力，然后根据响应确定结构的固有频率、振动形态（振型）以及振型阻尼系数等参量；④振动环境试验：在现场或在能模拟振动环境的试验台上对结构或其相似模型进行振动试验，用以确定结构的工作可靠性或使用寿命；⑤其他专业性试验。理论分析　　结构的质量是一连续的空间函数，因此结构的运动方程是一个含有空间坐标和时间的偏微分