三維桿系結構回傳波射矩陣法及其應用.pdf

1、對結構的動態(tài)響應，眾多研究集中于結構的振動分析，且采用模態(tài)分析等方法并考慮較長期的動力反應。對于結構的瞬態(tài)響應的精確預測，應借助波動特性分析。本文發(fā)展了三維桿系結構動力學理論分析的回傳波射矩陣法，并用于結構的靜動力響應分析中。 基于桿件中應力波模型，通過相關縱波、橫波和扭轉波的穩(wěn)態(tài)問題的精確解分析，建立了三維剛架結構在沖擊載荷作用下散射矩陣、相位矩陣、轉列矩陣及回傳波射矩陣的統(tǒng)一格式。用于計算桿件位移和內(nèi)力響應的到達波矢量和離開

2、波矢量的確定，最終可通過計算一個回傳波射矩陣來進行?；貍鞑ㄉ渚仃嚪从沉私Y構中各種波的散射和傳播特征。采用該模型可準確獲得結構初期的瞬態(tài)響應。對于靜力問題，與散射矩陣對應的是傳遞分配矩陣，波矢量直接對應于桿端的位移和轉角。 回傳波射矩陣法的特點是，先以確定節(jié)點處到達和離開波的系數(shù)，后應用精確的波動解形式來計算任何節(jié)點的內(nèi)力大小。同時，可根據(jù)波動解精確計算結構任何部位(截面)上的力學變量，不必如其它方法用插值計算等格式。 本

3、文編制了FORTRAN專用計算程序，可用于定量確定桿件上任何節(jié)點和部位的內(nèi)力大小，包括一個軸向力、兩個橫向剪力，以及一個扭矩和兩個橫向彎矩隨頻率和時間的變化關系。作為一個應用，具有步時間函數(shù)動載作用的兩層框架結構被選取為計算模型。該框架結構由16根梁組成，沿三個正交方向布置，長度分別是710，410and 210，截面均是直徑為10/2的圓截面。 回傳波射矩陣法的運用，在多方面表現(xiàn)其有效性和準確性。例如，應力波第一次到達相應時間