2015200049学院:土木工程学院班级:学硕结构一班姓名:张桂斌学号:20152000492.基本(第一)振型分析这个方法列式的起点是无阻尼自由振动方程(11-33):(13-1)(13-2)(13-3)(动力矩阵)(13-4)(13-5)先假定试探位移向量,使它尽可能接近第一振型的形状,而振幅是任意的。即:(13-5a)下标“1”
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示第一振型,上标“(1)”表示第一次迭代的结果。振型幅值依赖于未知频率,但在迭代过程中只需要振型形状,省去频率后的改进形状表示为:(13-7)该向量除以向量中最大的元素来进行规格化,得到改进的迭代向量:(13-8)设k为向量中任一自由度,频率近似值为:(13-9)一般来说,所得的和是不一样的,在这种情形下,真正的第一振型频率介于式(13-9)求得的最大值与最小值之间:(13-10)把质量分布作为一个加权系数,取平均值求频率的近似值。(13-11)当迭代过程收敛,s次循环后的频率为:(13-13)克拉夫书P205例题E13-1通过计算图E11-1的三层建筑框架的第一振型和频率来说明矩阵迭代法。虽然用例题E11-1中导得的刚度矩阵求逆可以很容易求得该结构的柔度矩阵,但是为了说明柔度矩阵的求法,这里对每一个自由度相继施加单位荷载进行推导。根据定义,由这些单位荷载所产生的位移表示柔度影响系数。该结构柔度矩阵为:动力矩阵为:用如下所示的
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形式表示迭代过程:四次迭代以后,形状已收敛到足够的精度。按式(13-13)求第一振型频率:3.收敛性的证明最初假定的形状可用正规坐标表示为(13-14)第一振动频率的振动形状所对应的惯性力为(13-15)(13-16)或(13-18)将其代入式(13-17)得用同样的方法做下一次迭代循环得到第二次循环产生的形状(13-22)按此方式继续进行,经过s次循环后得到结果最终结果可视为证毕!(13-23)(13-24)4.高阶振型分析第二振型分析(13-25)(13-26)(13-27)用这个方法确定第二振型以前,必须要先求得第一振型。一般来说,第二振型的精度比第一振型大致上降低一位有效数字,若想要第二振型分析时得到满意的结果,在计算滤型矩阵S1时,用到的第一振型必须具有非常高的精度。克拉夫书P210例题E13-2谢谢观看!此
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