結構動力分析方法

1. 進行結構動力分析計算時,如何考慮重力的影響,並說明這樣處理的前提條件

摘要 如果重力在動荷載作用前被彈簧預先平衡。則在研究結構的動力反應時可以完全不考慮重力的影響、建立體系的運動方程、直接解出體系的動力解。若未被預先平衡,則需考慮重力的影響。應用疊加原理將動靜問題分開計算。將結果相加即得到結構的真實反應,這樣做的前提條件是結構是線彈性的且處於小變形范圍之內。重力問題的分析和動力問題的分析可以分別討論。在研究結構的動力反應時。可以完全不考慮重力的影響、建立體系的運動方程。直接求解動力荷載作用下的運動方程即可得到結構體系的動力解。當考慮重力影響時、結構的總位移等於靜力解加動力解、即疊加原理成立

2. 關於結構動力學的兩個高難度問題【急！！！】【給大家全分】

有限差分法(FDM)的起源,討論其在靜電場求解中的應用.以鋁電解槽物理模型為例,採用FDM對其場域進行離散,使用MATLAB和C求解了各節點的電位.
由此,繪制了整個場域的等位線和電場強度矢量分布.同時,討論了加速收斂因子對超鬆弛迭代演算法迭代速度的影響,以及具有正弦邊界條件下的電場分布.
有限差分方法(FDM)是計算機數值模擬最早採用的方法，至今仍被廣泛運用。 該方法將求解域劃分為差分網格，用有限個網格節點代替連續的求解域。有限差分法以Taylor級數展開等方法，把控制方程中的導數用網格節點上的函數值的差商代替進行離散，從而建立以網格節點上的值為未知數的代數方程組。該方法是一種直接將微分問題變為代數問題的近似數值解法，數學概念直觀，表達簡單，是發展較早且比較成熟的數值方法。

3. 什麼是結構動力學

結構動力學：結構力學的一個分支，著重研究結構對於動載荷的響應（如位移、應力等的時間歷程），以便確定結構的承載能力和動力學特性，或為改善結構的性能提供依據。
結構動力學同結構靜力學的主要區別在於它要考慮結構因振動而產生的慣性力（見達朗伯原理）和阻尼力，而同剛體動力學之間的主要區別在於要考慮結構因變形而產生的彈性力。結構動力學中，在外加動載荷作用下，結構會發生振動，它的任一部分或者任意取出的一個微體將在外載荷、彈性力、慣性力和阻尼力的共同作用下處於達朗伯原理意義下的平衡狀態。通過位移及其導數來表示這種關系就得到運動方程。運動方程的建立、求解和分析是結構動力學理論研究的基本內容。

4. 結構動力學的理論分析

結構的質量是一連續的空間函數，因此結構的運動方程是一個含有空間坐標和時間的偏微分方程，只是對某些簡單結構，這些方程才有可能直接求解。對於絕大多數實際結構，在工程分析中主要採用數值方法。作法是先把結構離散化成為一個具有有限自由度的數學模型，在確定載荷後，導出模型的運動方程，然後選用合適的方法求解。

5. 結構力學 簡要分析結構動力分析和靜力分析的主要區別

第一，動力分析的荷載是變化的、第二，動力分析要考慮慣性力、第三，動力分析考慮的平衡是形式上的平衡，是瞬時的平衡。

6. 結構動力學的方程解法

運動方程 (2)可用振型疊加法或逐步積分法求解。 先求出結構作自由振動時的固有頻率和振型，然後利用求得的振型作為廣義位移函數再對運動方程作一次坐標變換，進而求出方程的解。
一個n個自由度的結構具有n個固有頻率ωj 和n個振型═j(j=1,2,…,n)。═j規定了n 個廣義坐標qi(i=1,2,…,n)在第j個振型中的相對大小。振型滿足下列關系式： (3)
式中上標「T」為矩陣轉置符號；Μj為第j 個振型的廣義質量。i厵j 時的關系式稱為振型的正交條件。正交條件在物理上意味著不同的振型之間不存在能量交換，即結構在作自由振動時各個振型都是獨立進行的。振型疊加法可以有條件地用於有阻尼的情況。若結構的阻尼矩陣可表為： D=αK+βΜ，(4)
式中α和β是常數, 則稱之為比例阻尼矩陣。對應的振型滿足 (5)
式中ξj稱為第j 個振型的阻尼系數。同時，有阻尼的自振頻率將改變為。條件（4）還可放寬為DΜ-1K=KΜ-1D，式中Μ-1為Μ的逆矩陣。 通過振型及相應的廣義坐標Yj(t)，可將方程(2)中的廣義坐標矢量q(t)表示為： (6)
代入方程(2)，並左乘以═寢，利用正交條件(3)和(5),可將方程(2)轉化為： (7)
式中Pj(t)=═j·Q(t)是對應於第j個振型的廣義力。方程(7)可以通過時域分析法或頻域分析法求解。 時域分析法是利用卷積積分給出方程(7)的解,可用於任意變化的載荷情況。頻域分析法是利用傅里葉分析把周期性載荷展開為一系列簡諧分量之和，然後計算結構對每一簡諧分量的響應，最後疊加各簡諧響應項而獲得結構的總響應。這種方法適用於周期性載荷情況。對於非周期性載荷，也可以利用傅里葉變換技術。1965年出現了快速傅里葉變換──一種用計算機計算離散傅里葉變換的方法，它在效率和功能方面的優點，使得頻域分析方法能和傳統的時域分析方法相媲美，並正在引起結構動力學領域的變革。
由於運動方程(7)可以逐個獨立地求解，使得振型疊加法具有很大的優越性，因而它已成為結構動力學中一個應用最廣泛的分析方法。對於大多數類型的動載荷，各個振型的響應是不同的，一般是頻率最低的振型響應最大，高頻振型的響應則趨向減小，因而在疊加過程中只需要計及頻率較低的若干項，若得到的響應已達到精度要求，就可舍棄頻率較高的各項，從而可以大大減少計算工作量。振型疊加法只適用於線性振動問題。 吸收其他學科的新技術，改善現有的方法和技術以提高它們的效率和精度，並開展跨學科的研究工作。

7. 結構力學動力分析中超靜定結構的柔度系數怎麼求

超靜定結構的柔度系數通過力學的方法進行計算，相當於力法當中的柔度系數

8. 結構靜力學分析與結構動力學分析的區別是什麼

靜力學分析的對象大多與速度和加速度沒有關系，研究靜平衡關系，典型基本方程可表述為：F=kx
動力學則研究運動方式，要關注速度和加速度，典型的基本方程為mx''+cx'+kx=F

9. 如何分類Workbench結構動力學分析

方法：1.施加固定約束的面，將其三個方向的位移限制為0.。2.施加rotational velocity，選擇內圓弧面一個面，作為axis。3.進行求解。

10. 構造動力學分析

1.韌性剪切帶

和華南其他地方如武功山、廬山強烈韌性變形的岩體（舒良樹等，1998；Faure et al.，1996；Shu et al.，1996；Sun and Shu，2000；Shu et al.，1998；Wang et al.， 2001；Lin et al.，2000）相比，研究區的韌性剪切強度相對較弱，規模偏小。野外運動學 調查表明，諸廣岩體僅發育兩條韌性剪切帶，一條發育在岩體內部的塘洞—扶溪一帶，走 向NE40°，長度大於40km，寬200～400m；另一條發育在岩體SE緣的南雄-周田一帶， 走向NE60°，長度大於50km，寬約2000m。兩條韌性剪切帶帶內的岩石均已發生綠片岩 相變質和石英-長石相韌性變形。

調查表明，對於朝SE方向陡傾斜的塘洞-扶溪韌性剪切帶，花崗質岩石的韌性變形 是從韌性斷層的中心向兩側逐漸減弱的，即似斑狀花崗岩→眼球狀片麻狀花崗岩（70～ 120m）→片麻狀花崗岩（50～80m）→白雲母化絹雲母化細粒長石石英千糜岩或超糜棱岩（60～90m），SE盤（上盤）變形寬度（180～300m）大於NW盤（下盤）變形寬度（60～ 100m），反映塘洞-扶溪韌性斷裂帶是提供岩石變質變形熱源的中心。對於南雄-周田韌 性剪切帶，韌性變形主要發生在岩體SE側的外緣帶；其內帶均為穩定溫壓物理條件下的 岩漿結晶域，以似斑狀結構為特徵，基質粗大（石英顆粒＞5mm），微斜長石斑晶可達 20mm×50mm，含量20％～30％。從岩體向外，變質程度由角閃岩相逐漸變為綠片岩相； 特徵變質礦物從石榴石變為雲母以及綠泥石，韌性剪切變形作用也從岩體向外側不斷減 弱：似斑狀花崗岩→條帶狀混合花崗岩→眼球狀糜棱岩化花崗岩→片麻狀糜棱岩化花崗 岩→糜棱岩化花崗質片麻岩→細粒長石石英千糜岩或超糜棱岩。鑒於高溫礦物和強烈韌性 變形多出現在深成岩附近；遠離深成岩，變質和變形就逐漸減弱，故本文認為，導致南 雄-周田韌性剪切帶中岩石發生變質變形的熱源是由花崗質岩漿提供的。這一特徵和強烈 韌性變形的武功山花崗岩穹隆伸展構造的剖面現象相似（舒良樹等，1998；樓法生等， 2002；Shu et al.，1996；Sun et al.，2000）。從區內花崗岩圍岩的淺變質岩石（古生界為 主）和盆地基底岩石的板岩化-弱千枚岩化低級變質程度分析，本區的韌性剪切帶是在 基底變質基礎上進變質作用的產物。

2.運動學分析

塘洞-扶溪韌性剪切帶發育在岩體軸部，沿塘洞—扶溪一帶展布，帶內花崗岩均已發 生強烈的細粒化和糜棱岩化變形。花崗質糜棱岩中剪切面理陡立，產狀：300°∠75°（傾 向∠傾角）；面理面上的拉伸線理近水平，產狀：210°∠5°（傾伏向∠傾伏角），反映走 滑剪切性質。XZ面（運動面）上的韌性剪切變形構造如不對稱長石殘斑系、石英殘斑 系、長石眼球構造、S-C復合組構發育，指示該帶是一條標志非常清楚的左旋走滑韌性 剪切帶。在扶溪SW側的仁化縣城河邊採石場和塘洞SW側的三合水，弱大理岩化的砂屑 灰岩和千枚岩已發生強烈的不對稱褶皺，面理發育，拉伸線理可見，其運動學標志（不 對稱岩塊和褶皺等）也指示該斷層為左旋走滑變形性質。

南雄-周田韌性剪切帶主要發育在盆山結合部的長元（南雄北）—蒼石—大源電 站—白石嶺—周田一帶，走向NE60°，長度大於50km，寬約2000m。帶內剪切面理、拉 伸線理非常發育，XZ面（運動面）上的不對稱運動學組構明顯。宏、微觀的運動學組構 主要包括：(1)σ型的長石或石英殘斑系；(2)長石或石英眼球構造；(3)雲母「魚尾」 構造； (4)S-C復合面理；(5)斜列的纖維狀石英亞顆粒等。在面理面上見兩組拉伸線理，其一為 傾滑線理，面理產狀為：155°∠45°（傾向∠傾角）；拉伸線理產狀為：165°∠38°（傾伏 向∠傾伏角），產狀穩定，分布廣泛，XZ面上的運動學組構指示上盤岩塊朝SE下滑。另 一為走滑線理，面理產狀：145°∠45°（傾向∠傾角），拉伸線理產狀：225°∠4°（傾伏 向∠傾伏角），已經切割甚至取代了傾滑型拉伸線理，發育在寬約20m的盆地與山體交接 帶，運動學動向為左旋走滑。

另外，在南雄盆地南緣的始興縣城NW側公路邊（GPS位置：N24°57′32″，E114°02′52″）， 見長約100m、寬約5～10m的灰色夾紫紅色石炭紀碳酸鹽岩露頭，已變質變形為糜棱岩 化大理岩。其上被未變質的晚白堊世紅層不整合覆蓋，砂礫岩和粉砂岩產狀：320°∠15°。 石炭紀岩層已強烈揉皺，擠壓面理、拉伸線理發育。然而，該露頭遭受了後期脆性變形構 造的強烈疊加，導致拉伸線理揉皺彎曲，節理、破劈理、擠壓透鏡體等普遍發育，破壞了 早期的韌性剪切構造形跡和動向標志；野外和室內定向薄片均未找到可信的韌性變形運動 學動向。

諸廣岩體大部分地段屬脆性變形域，節理和斷裂發育。以塘洞-扶溪走滑韌性剪切帶 為軸部，其SE側脆性斷層的斷面均朝SE方向傾斜，發育在各個主斷面上的擦痕、階步 和伴生構造指示岩塊朝SE方向即朝南雄盆地方向下滑。在盆山結合帶的南雄北蒼石鎮， 晚白堊世磚紅色粉砂岩（S₀：150°∠10°）和片麻狀花崗岩（S₁：155°∠40°）呈正斷層接 觸（F：150°∠45°），接觸帶寬20m，帶內岩石均發生強烈硅化和角礫岩化；在馬市鎮北 6km處，古近紀紫紅色砂礫岩（S₀：145°∠30°）和片麻狀花崗岩（S₁ ：150°∠52°）呈正 斷層接觸（F：150°∠52°），接觸帶寬12m，帶內花崗岩岩石強烈硅化碎裂和角礫岩化。 在南雄盆地內部，正斷層也較發育，但規模較小，斷距多為米級規模（如南雄SW側 N25°03′19″，E114°13′23″處，K₂粉砂岩中正斷層斷距為3.2m）。脆性運動學標志（擦痕、 階步、破劈理、不對稱褶皺等）指示上盤岩塊朝S-SW方向下滑。

綜上所述，與諸廣熱隆伸展構造有關的韌性流變層和脆性變形層的運動學指向完全一 致，韌性和脆性變形演化規律揭示該花崗質熱隆伸展構造從中深部到淺部是一連續變形的 結果，花崗岩山體和山前的南雄盆地共同構成了一個半地塹式的構造體系。