力学述件•结构动力学概述contents•结构动力学基本概念与理论•结构动力学分析方法目录•结构动力学数值模拟与计算软件•结构动力学应用案例分析•结构动力学研究前沿与展望力学述01定义与背景结构动力学定义结构动力学是一门研究结构在外部载荷作用下的响应和行为的学科。它涉及到结构分析、力学、数学和计算机科学等多个领域。背景随着工程技术和科学技术的不断发展，人们对结构性能的要求越来越高，因此需要更加精确地预测和控制结构的动态行为。结构动力学的研究和应用在航空航天、土木工程、机械工程、电子工程等领域具有广泛的应用。结构动力学的重要性优化设计通过结构动力学研究，我们可以优化结构设计，提高结构的性能和效率。安全性结构动力学研究可以帮助我们更好地了解结构的响应和行为，从而确保结构在各种环境下的安全性。控制技术结构动力学研究为控制结构的响应和行为提供了理论基础和技术手段，有助于实现更加精确的控制。结构动力学的研究内容与方法研究内容结构动力学的研究内容包括结构的静力学和动力学分析、模态分析、响应预测和控制等。其中，模态分析是最基本和最重要的内容之一。方法结构动力学的研究方法包括理论分析、数值模拟和实验研究等。其中，数值模拟方法在当今的结构动力学研究中具有重要地位，它可以通过计算机模拟结构的动态行为，提供更加准确和全面的分析结果。力学基概念与理02弹性力学基本概念010203应力和应变弹性模量弹性力学基本方程物体在外力作用下产生的变形和内力的关系。描述材料抵抗变形能力的物理量，包括杨氏模量、泊松比和剪切模量等。包括平衡方程、几何方程和物理方程，描述了弹性体内应力、应变和外力之间的关系。振动基本概念简谐振动阻尼振动受迫振动具有简单周期性变化的振动，包括正弦振动和余弦振动。物体在振动过程中受到阻力的作用，导致振幅逐渐减小的振动。物体在外力作用下产生的振动，其振幅和相位受外力控制。动力学基本理论动能定理达朗贝尔原理虚位移原理描述物体动能变化与外力做功之间的关系，是动力学的基本定理之一。引入虚拟惯性力概念，将动力学问题转化为静力学问题的方法。在分析机构运动时，通过引入虚位移概念，得到机构运动方程的方法。力学分析方法03有限元方法线性有限元方法基于变分原理，将连续体离散为有限个相互连接的单元，用单元的位移近似代替连续体的位移。非线性有限元方法考虑了材料非线性和几何非线性，采用迭代法或直接求解法求解非线性方程组。动力学有限元方法在有限元方法中引入时间变量，考虑运动方程和平衡方程，用于分析结构的动态响应。有限差分方法中心差分方法用时间步长内的平均值代替导数，计算量较小但精度较低。显式有限差分方法每个时间步长内直接计算出节点位移，精度较高但计算量较大。隐式有限差分方法每个时间步长内需要求解隐式方程，精度和计算量介于中心差分方法和显式有限差分方法之间。无网格方法无网格伽辽金方法010203将连续体离散为一系列相互独立的点，用伽辽金方法求解运动方程和平衡方程。无网格粒子方法将连续体离散为一系列相互独立的粒子，用粒子近似代替连续体的位移。无网格混合方法结合无网格伽辽金方法和无网格粒子方法的优点，以提高分析精度和效率。力学算件04ANSYS有限元分析软件ANSYS是一款功能强大的有限元分析软件，广泛应用于结构动力学分析。多种求解器ANSYS提供了多种求解器，包括静力分析、动力分析、模态分析等，可以满足不同的结构动力学分析需求。前后处理功能ANSYS具有强大的前后处理功能，可以方便地建立模型、施加边界条件和载荷，以及进行结果后处理和分析。ABAQUS工程仿真软件ABAQUS是一款专业的工程仿真软件，广泛应用于结构动力学和材料力学分析。耦合场分析ABAQUS具有强大的耦合场分析功能，可以进行结构-热、结构-流体等耦合场分析。非线性分析ABAQUS擅长处理非线性问题，包括材料非线性、接触非线性等，可以准确地模拟结构的非线性行为。MATLAB/Simulink数值计算软件MATLAB是一款数值计算软件，广泛应用于科学计算和算法开发。高效编程MATLAB具有高效的编程环境，可以使用矩阵和向量进行高效计算，适用于大规模的数...
