“結(jié)構(gòu)動力學”是理工科高等院校涉及振動問題相關的重要專業(yè)課程,在力學、航空航天、土建、交通等大類專業(yè)中一般用“結(jié)構(gòu)動力學”作為課程名稱,力學類專業(yè)還有用“振動力學”的。在機械、能源動力等專業(yè)中一般稱為“機械振動”。本課程主要研究線性桿件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動力學行為,分析系統(tǒng)的自振特性和確定性動力載荷作用下系統(tǒng)響應的基本理論和計算方法。通過該課程的學習使學生掌握結(jié)構(gòu)動力分析的基本原理和一般方法。理解線性單自由度系統(tǒng)的自振特性和響應,熟練掌握其計算方法。掌握線性多自由度離散系統(tǒng)的自振特性和響應的計算方法。理解結(jié)構(gòu)抗震計算的反應譜概念,建筑結(jié)構(gòu)抗震中地震荷載的計算,效應計算的一般方法。
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課程大綱
第一章 概述
1.1 動力計算和靜力計算
1.2 動荷載類型
1.3 動力自由度與體系的幾何自由度
1.4 動力自由度的確定
第二章 單自由度體系的自由振動
2.1 單自由度體系自由振動微分方程的建立
2.2 剛度法求解單自由度體系自由振動的自振頻率
2.3 柔度法求解單自由度體系自由振動的自振頻率
2.4 質(zhì)點重量對自振頻率的影響
2.5 彈簧的處理
2.6 均布質(zhì)量時單自由度體系自由振動微分方程
2.7 結(jié)構(gòu)基本自振周期的經(jīng)驗公式(建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范)
第三章 單自由度體系的強迫振動
3.1強迫振動微分方程(動荷載的方向與質(zhì)點振動方向相同)
3.2簡諧荷載下強迫振動微分方程的解
3.3 簡諧荷載下強迫振動的動力系數(shù)
3.4 簡諧荷載下強迫振動的動力特性舉例
3.5 動荷載的方向與質(zhì)點振動方向不同
3.6杜哈梅(Duhamel)積分
第四章 單自由度體系的強迫振動
4.1有阻尼自由振動的微分方程
4.2低阻尼(ξ<1)自由振動微分方程的解
4.3低阻尼對振幅的影響
4.4 涉及阻尼的相關計算(工程案例:橋梁動載試驗)
4.5 有阻尼簡諧振動的動力系數(shù)