浅谈拟动力试验数值积分方法及子结构拟动力试验研究

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1、瞄鉴酱仑肥工学大HefeiUniversityofTechno警Iogy硕士学位论文MASTERDISSERTATIoN@论文题目：拟动力试验数值积分方法殛于结构学位类别拟动力试验研究学科专业：工程领域)作者姓名导师姓名完成时间学历硕士王德才叶献国教授2007年5月拟动力试验数值积分方法及子结构拟动力试验研究摘要拟动力试验方法是目前结构抗震试验研究中应用广泛的一种试验方法，同时也是国内外研究较多的抗震试验方法。数值计算是拟动力试验的主要部分之一，数值积分方法的选择直接影响试验结果的准确性与可靠性。本文从稳定性，精度、数值耗散特性

2、及误差累积特性等方面对拟动力试验中采用的显式和隐式数值积分方法进行较为系统的分析研究，另外提出一种优化的广义显式数值积分方法，这种方法在双口参数法和显式Newmark法的算法表达式中引入耗散系数，从而克服显式方法的一些固有缺陷。然后，采用组合数值积分方法对一座钢框架模型进行了子结构拟动力试验。分析研究结果表明，修正Newmark法对基本振型具有很小的阻尼作用而对其它振型都有较大的阻尼作用；吐一函数耗散方法、y一函数耗散方法均具有较好的数值耗散特性，并且能较好地减小误差积累。本文提出的优化的广义显式方法比其它显式方法有更广的应用范

3、围，能有效抑制高阶振型虚假增长，并且明显改善了误差累积特性。在隐式方法中，HHT—a中能产生数值阻尼的系数a并不能有效控制试验累积误差，a—C方法和a一0SM方法能有效抑制试验误差的累积，而a—OS方法并不能有效控制试验累积误差。对子结构拟动力试验结果的分析研究表明，当结构只有底层可能发生弹塑性变形时，无论试验子结构采用单自由度还是采用多自由度均可以得到较为准确的整体结构响应。．因此，对弹性结构层采用计算机进行数值模拟是合理可靠的。关键词：拟动力试验；显式方法；隐式方法；数值耗散；子结构：钢框架StudyontheNumeric

4、alIntegrationAlgorithmsforPseudodynamicTestandtheSubstructurePseudodynamicTestingMethodABSTRACTNumericalcalculationisoneofthemainpansinpseudodynamietest，andthechoiceofthenumericalintegrationmethodsdirectlyaffectsthevalidityandthereliabilityofthetestingresults．Thestud

5、yontheexplicitandimplicitnumericalintegrationmethodsforpseudodynamietestswasimplementedfromtheaspectsofstability，accuracy,numericaldissipationanderrorpropagation．Furthermore，anoptimizedgeneralizedexplicitmethodwhichcanovercomesomeinherentlimitationthroughintroducingd

6、issipationparameterbasedORtheduouble-BmethodandtheexplicitNewmarkmethodwasproposed．Then，thesubstructurepseudodynamictestonasteelframemodelwascarriedoutbyadoptingtheexplicit·implicitnumericalintegrationmethod．TheinvestigatedresultsindicatethatthemodifiedNewmarkexplici

7、tmethodhassmallnumericaldampingforthefundamentalmodeandsignificantnumericaldampingforthehighermodes，andthea-functionandthey-functiondissipationmethodcanhavedesirednumericaldissipation．Theproposedoptimizedgeneralizedexplicitmethodcaneffectivelysuppressthespuriousgrowt

8、hofhighfrequencyresponses，andpossessesmuchbettererrorpropagationcharacteristics．Theparameterawhichcanproducenumericaldampingcannotc