结构动力试验可以解决哪些动力学问题
- 教育综合
- 2024-01-14 12:59:50
结构动力学在工程有什么用？
结构力学是一门古老的学科，又是一门迅速发展的学科。新型工程材料和新型工程结构的大量出现，向结构力学提供了新的研究内容并提出新的要求。计算机的发展，又为结构力学提供了有力的计算工具。另一方面，结构力学对数学及其他学科的发展也起了推动作用。有限元法这一数学方法的出现和发展就和结构力学的研究有密切关系。在固体力学领域中，材料力学给结构力学提供了必要的基本知识，弹性力学和塑性力学是结构力学的理论基础。另外，结构力学与流体力学相结合形成边缘学科——结构流体弹性力学。
评定结构的优劣，从力学角度看，主要是结构的强度和刚度。工程结构设计既要保证结构有足够的强度，又要保证它有足够的刚度。强度不够，结构容易破坏；刚度不够，结构容易皱损，或出现较大的振动，或产生较大的变形。皱损能够导致结构的变形破坏，振动能够缩短结构的使用寿命，皱损、振动、变形都会影响结构的使用性能，例如，降低机床的加工精度或减低控制系统的效率等。
观察自然界中的天然结构，如植物的根、茎和叶，动物的骨骼，蛋类的外壳，可以发现它们的强度和刚度不仅与材料有关，而且和它们的造型有密切的关系。很多工程结构是受到天然结构的启发而创制出来的。人们在结构力学研究的基础上，不断创造出新的结构造型。加劲结构(见加劲板壳)、夹层结构(见夹层板壳)等都是强度和刚度比较高的结构。结构设计不仅要考虑结构的强度和刚度，还要做到用料省、重量轻。减轻重量对某些工程尤为重要，如减轻飞机的重量就可以使飞机航程远、上升快、速度大、能耗低。
结构动力特性包括哪些内容？与哪些因素有关
结构动力特性是结构固有的特性，包括固有频率、阻尼、振型。
它们只与结构的质量、刚度和材料有关。
结构动力特性的一种现代方法，模态分析以振动理论作为基础，以模态参数作为目标函数，以辨别系统模态参数为最终目的，为结构的振动分析、设备故障诊断和和结构动力特性的优化提供了理论支持。
扩展资料：
结构在动力荷载作用下响应和性能的分析。主要是由已知结构和动力荷载来计算结构的响应，以确定结构的承载能力和动力特性，为改善结构性能、合理进行设计提供依据。
结构动力分析不仅要考虑动力荷载和响应随时间而变化，而且还要考虑结构因振动而产生的惯性力和阻尼力。动力荷载作用在结构上，结构产生的振动称为强迫振动。
结构固有动态分析在数学上称之为特征值和特征向量分析，包含固有频率与固有模态分析，是结构动力学中的主要任务之一。
结构固有特性分析是为了研究结构振动的固有规律和内在本质，为结构动力学的进一步分析打下基础，在工程的实际应用以及在求解结构动力响应方面具有重要的意义。到目前为止，已经发展了许多求解动态特性问题的数值方法。
参考资料来源：百度百科-结构动态特性
参考资料来源：百度百科-结构动力分析
简述共振法测试结构动力学原理
共振法测试结构动力的原理是利用外部激励力引起被测结构的共振响应，通过对结构共振频率和振动模态的测量分析，可以获得结构的振动特性和动力响应信息。
共振法测试结构动力需要在被测结构上安装传感器，如加速度计、位移传感器等，以测量结构的振动响应。然后，通过施加外部激励力（如冲击锤、振动器等）来激励被测结构，当激励力的频率接近结构的固有频率时，结构将发生共振现象，其振动响应将达到最大值。
结构试验量测方案制定需主要考虑以下几个问题：
1、试验目的和要求：首先需要明确试验的目的和要求，例如评估结构的抗震性能、确定结构的自然频率、模态等参数等，以便制定合理的试验方案和选择适当的测量参数。
2、测量点的选择：根据试验目的和结构特点，选择适当的测量点位置，通常需要覆盖整个结构的关键部位，如梁柱节点、屋面等。同时需要考虑测量设备的数量和布置，以保证测量结果的准确性和可靠性。
3、测量参数的确定：确定测量参数包括振动加速度、位移、速度、应变等参数，根据试验目的和要求选择适当的参数。例如，在评估结构的抗震性能时，通常需要测量结构的位移和加速度响应，以分析结构的振动特性和抗震性能
4、测量设备的选择和校准：选择适当的测量设备，如加速度计、位移传感器等，需要考虑其灵敏度、频率响应范围、信噪比等因素。同时需要对测量设备进行校准和检验，以确保其准确性和稳定性。
5、数据采集和处理：选择合适的数据采集和处理系统，以保证测量数据的质量和可靠性。同时需要进行数据处理和分析，如频谱分析、模态分析等，以获得结构动态响应特性和相关参数。
