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基于动力刚度法的体外预应力梁自振频率分析 被引量:7
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作者 熊学玉 沈小东 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期180-182,220,共4页
用预应力梁-杆组合结构模拟体外预应力梁,以体外预应力简支梁为例,建立了预应力梁杆单元动力刚度矩阵。采用动力刚度法,进一步推导出预应力梁-杆组合结构的整体动力刚度矩阵,利用Williams-Wittrick算法求解频率。本文以理论推导为基础,... 用预应力梁-杆组合结构模拟体外预应力梁,以体外预应力简支梁为例,建立了预应力梁杆单元动力刚度矩阵。采用动力刚度法,进一步推导出预应力梁-杆组合结构的整体动力刚度矩阵,利用Williams-Wittrick算法求解频率。本文以理论推导为基础,引入了动力刚度法。最后通过算例,讨论了各种因素对梁横向的振动特性的影响,并与试验值比较。计算结果表明:动力刚度法能够精确有效的求解体外预应力混凝土梁的横向振动问题。 展开更多
关键词 动力刚度法 体外预应力梁 频率 Williams-Wittrick算 组合结构
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中厚椭球壳自由振动动力刚度法分析 被引量:5
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作者 陈旭东 叶康生 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期85-90,共6页
介绍精确动力刚度法分析中厚椭球壳自由振动具体实施方法,据环向波数不同将中厚椭球壳自由振动分解为一系列确定环向波数的一维振动;利用控制方程Hamilton形式建立动力刚度关系,用常微分方程求解器COLSYS求解控制方程获得单元动力刚度,... 介绍精确动力刚度法分析中厚椭球壳自由振动具体实施方法,据环向波数不同将中厚椭球壳自由振动分解为一系列确定环向波数的一维振动;利用控制方程Hamilton形式建立动力刚度关系,用常微分方程求解器COLSYS求解控制方程获得单元动力刚度,用Wittrick-Williams算法求得该环向波数下椭球壳自振频率。数值算例给出中厚圆球壳及椭球壳不同边界条件的自振频率,验证动力刚度法高效、可靠、精确。 展开更多
关键词 椭球壳 自由振动 动力刚度法 Wittrick-Williams算 Hamilton形式
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基于动力刚度法与离散方案库的船舶板架结构动力优化设计(英文) 被引量:4
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作者 何力 程远胜 刘均 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第6期668-683,共16页
文章提出了一种基于动力刚度法和离散方案库的船舶板架结构动力优化设计方法。首先把船舶板架结构分解成由多个离散梁组成的组合结构,使用动力刚度法来分析计算带有机械隔振装置的船舶板架结构的固有频率和动力响应;应用等效静力算法计... 文章提出了一种基于动力刚度法和离散方案库的船舶板架结构动力优化设计方法。首先把船舶板架结构分解成由多个离散梁组成的组合结构,使用动力刚度法来分析计算带有机械隔振装置的船舶板架结构的固有频率和动力响应;应用等效静力算法计算结构在动载荷下的应力分布。与传统有限元方法相比较,文中分析方法具有计算精度好、运算速度快的优点。针对船舶板架结构的特点,结构动力优化设计选取纵桁和横向构件剖面惯性矩作为设计变量以减少设计变量的个数,并建立满足构件剖面尺寸搭配关系要求的构件尺寸方案库,在方案库中选择惯性矩大于设计变量取值且剖面面积最小的构件,直接得到结构参数离散值。最后通过船舶板架结构的动力优化实例验证了文中方法的有效性。 展开更多
关键词 船舶板架 动力优化 动力刚度法 离散方案库
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基于动力刚度理论和Wittrick-Williams算法的多段梁点阵色散研究
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作者 彭长清 刘金兴 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第2期154-164,共11页
基于动力刚度法(DSM)表述了多段梁(MSB)点阵的动态响应,进而利用Wittrick-Williams(WW)算法计算其各阶固有频率.首先,根据MSB内部节点处的位移与应力连续条件,以分块矩阵组装的形式得到了MSB的动力刚度矩阵.利用这种方法获得的MSB动力... 基于动力刚度法(DSM)表述了多段梁(MSB)点阵的动态响应,进而利用Wittrick-Williams(WW)算法计算其各阶固有频率.首先,根据MSB内部节点处的位移与应力连续条件,以分块矩阵组装的形式得到了MSB的动力刚度矩阵.利用这种方法获得的MSB动力刚度矩阵仍然是两节点式,并不会增大刚度矩阵的维度.WW算法与动力刚度矩阵的结合可以精确求解点阵的各阶固有频率.针对MSB点阵的周期性胞元,在原始动力刚度矩阵中考虑Floquet边界条件,再采取WW算法并最终得到了相应点阵的色散曲线.在不可约Brillouin区内,利用该法算得的色散曲线与基于COMSOL仿真的结果相比,两者误差在6%以内,验证了所建方法的可行性.进而系统研究了微观几何和材料参数对色散曲线的影响规律,结果表明使用MSB搭建点阵是调节点阵色散特性的有效方法. 展开更多
关键词 动力刚度法 Wittrick-Williams算 Floquet边界条件 多段梁点阵 色散曲线
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基于动力直接刚度法分析轴向变刚度钢-混组合梁自振特性 被引量:1
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作者 孙琪凯 张楠 +3 位作者 刘潇 陶晓燕 王章明 龚怡明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第15期296-302,共7页
推导了基于动力直接刚度法的钢-混组合梁自振特性有限元计算模型。模型中考虑了混凝土板和钢梁之间的剪切滑移效应,得到了6个自由度的单元动力刚度矩阵。给出了边界条件为一般弹性支撑时,钢-混组合梁自振特性的求解过程。由于该模型推... 推导了基于动力直接刚度法的钢-混组合梁自振特性有限元计算模型。模型中考虑了混凝土板和钢梁之间的剪切滑移效应,得到了6个自由度的单元动力刚度矩阵。给出了边界条件为一般弹性支撑时,钢-混组合梁自振特性的求解过程。由于该模型推导过程中没有引入近似位移场或力场,而且可以分析一般弹性支撑的沿轴向变刚度的钢-混组合梁,因此计算结果是准确的。最后,通过两孔简支钢-混组合梁的室内试验,对比理论分析、ANSYS FEA和试验测试结果,验证该有限元计算模型的正确性。然后以已发表的文章中的具有简支-简支、固支-自由、固支-简支和固支-固支等四种常见边界条件的简支的数值模型计算结果为参考,进一步验证计算模型的适用范围。结果表明:推导得到的动力直接刚度矩阵可应用于求解一般弹性边界条件下,沿轴向变刚度的钢-混组合梁的自振特性。 展开更多
关键词 钢-混组合梁 动力直接刚度 一般弹性支承 固有频率 试验研究
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一种适用于小垂度拉索的精确动力分析方法 被引量:2
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作者 曹懿 韩飞 +1 位作者 杨凯 张莹珞 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期451-457,共7页
随着现代工程结构跨度和高度的不断增长,索缆结构正变得愈加复杂,其动力问题已成为结构设计、运营期性能监控与维护以及振动控制的关键,因此有必要研究发展一套高精度、高效率的复杂索缆体系动力分析方法。为此,基于动刚度理论,首次推... 随着现代工程结构跨度和高度的不断增长,索缆结构正变得愈加复杂,其动力问题已成为结构设计、运营期性能监控与维护以及振动控制的关键,因此有必要研究发展一套高精度、高效率的复杂索缆体系动力分析方法。为此,基于动刚度理论,首次推导出了考虑抗弯刚度和倾角等因素影响后,小垂度拉索系统动刚度矩阵的显式解;对原Wittrick-Williams算法进行改进,使其适用于非线性系统频率方程的求解,克服了已有研究在频率求解时的“漏根”现象;由于中间推导过程均是以解析形式给出的,因此很大程度上提高了计算精度和效率,最后结合数值案例分析验证了所提出方法的正确性。 展开更多
关键词 索缆系统 小垂度 动力分析 动力刚度法 频率方程
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计及轴向力作用的柔性梁热—形耦合振动研究
7
作者 吴磊 韩飞 邓子辰 《航空工程进展》 CSCD 2024年第6期216-223,254,共9页
飞行器中的梁—索组合式结构在服役期间由于太阳热辐射引起的交变热流,会使结构产生热致变形及振动。杆件的变形又会进一步影响热流的大小和分布,是一类典型的力—形耦合系统。耦合系统的刚度、质量或载荷矩阵通常具有时变特征,通常只... 飞行器中的梁—索组合式结构在服役期间由于太阳热辐射引起的交变热流,会使结构产生热致变形及振动。杆件的变形又会进一步影响热流的大小和分布,是一类典型的力—形耦合系统。耦合系统的刚度、质量或载荷矩阵通常具有时变特征,通常只能通过多次求解特征方程并借助逐步积分的方法获得系统的模态及响应。如何保证求解过程的计算精度和效率是一大挑战。基于动力刚度方法与Wittrick-Williams算法,进行系统固有频率和模态的精确求解,结合精细积分法计算结构响应。结果表明:前4阶固有频率与有限元解的偏差在1‰以内,响应最大相对偏差为1%;当时变热轴力接近结构失稳临界载荷时,结构振动频率快速减小并趋于0,热致振动将出现发散现象。 展开更多
关键词 梁—索结构 热致振动 时变热轴力 动力刚度法 Wittrick-Williams算
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考虑滑移效应的体外预应力钢-混凝土组合梁自振频率分析 被引量:8
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作者 项贻强 邱政 Bishnu Gupt Gautam 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期107-111,共5页
为了研究滑移与体外预应力对钢-混凝土组合简支梁自振频率的影响,提出了适用组合梁自振频率计算的静力折减刚度法和动力刚度修正系数法.以一根跨径为5 m的钢-混凝土组合简支试验梁为研究对象,分别采用静力折减刚度法、动力刚度修正系数... 为了研究滑移与体外预应力对钢-混凝土组合简支梁自振频率的影响,提出了适用组合梁自振频率计算的静力折减刚度法和动力刚度修正系数法.以一根跨径为5 m的钢-混凝土组合简支试验梁为研究对象,分别采用静力折减刚度法、动力刚度修正系数法及换算截面法计算梁的自振频率,并将计算值与试验实测值进行对比.结果表明,采用动力刚度修正系数法计算得到的体外预应力组合梁的自振频率更接近于实测值,采用静力折减刚度法和换算截面法计算得到的梁的自振频率与实测值之间存在较大误差.当体外预应力值为100 k N时,换算截面法和静力折减刚度法与实测值的误差分别为19.3%和7.9%,动力刚度修正系数法误差则仅为2.9%. 展开更多
关键词 体外预应力 钢-混凝土组合梁 滑移 自振频率 动力刚度修正系数
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