指數(shù)型阻尼模型及其在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析中的應(yīng)用.pdf

1、阻尼是振動(dòng)系統(tǒng)的重要?jiǎng)恿μ匦灾?。?jīng)過了百余年來(lái)的發(fā)展，研究者們提出了多種阻尼模型的假設(shè)，每種阻尼模型都有各自的動(dòng)力分析方法和適用范圍。在工程實(shí)踐中，粘滯阻尼模型因其數(shù)學(xué)上的簡(jiǎn)便性而廣泛地用來(lái)描述振動(dòng)系統(tǒng)中的阻尼特性。然而，該模型假設(shè)阻尼力與瞬時(shí)速度相關(guān)，計(jì)算出的每周能量損失與外激勵(lì)頻率成正比，這并不能真實(shí)地反映許多工程材料或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的阻尼耗能特性。因此，深入研究其它形式的阻尼模型及其相應(yīng)的動(dòng)力分析方法，以期能夠更好地描述振動(dòng)系統(tǒng)的阻尼

2、特性是土木工程和其它相關(guān)領(lǐng)域的重要課題。
　　針對(duì)經(jīng)典的粘滯阻尼理論在描述固體材料的阻尼耗能特性中的局限性，本文引入了一種更加合理的指數(shù)型阻尼模型來(lái)描述混凝土這種弱粘彈性材料的阻尼耗能特性。在討論固體材料阻尼耗能機(jī)理的基礎(chǔ)上，通過理論分析，建立含有指數(shù)型阻尼系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，并發(fā)展了指數(shù)型阻尼系統(tǒng)的動(dòng)力分析方法以及阻尼參數(shù)識(shí)別方法。最后通過試驗(yàn)研究，識(shí)別出混凝土材料的松弛因子，驗(yàn)證了該模型對(duì)描述混凝土材料阻尼特性的適用性。本文的主

3、要內(nèi)容如下:
　　首先，研究了復(fù)阻尼理論在描述固體材料阻尼耗能的特點(diǎn)，討論了復(fù)阻尼系統(tǒng)的動(dòng)力分析方法以及目前復(fù)阻尼理論在數(shù)學(xué)描述上存在的問題。根據(jù)對(duì)偶原則，結(jié)合高斯積分和精細(xì)積分的基本方法，給出了復(fù)阻尼系統(tǒng)動(dòng)力方程的時(shí)程積分遞推表達(dá)式，并對(duì)復(fù)阻尼動(dòng)力方程時(shí)程積分的穩(wěn)定性問題做進(jìn)一步探討。
　　其次，研究了指數(shù)型阻尼系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程的時(shí)程分析方法?；谝环N無(wú)條件穩(wěn)定的微分求積法，給出了這種非粘滯阻尼系統(tǒng)的逐步積分表達(dá)式，得到一種兼

4、顧精度和效率且適用性更強(qiáng)的數(shù)值積分方法。
　　第三，研究了指數(shù)型阻尼系統(tǒng)頻域計(jì)算方法。根據(jù)離散傅立葉變換(DFT)的基本理論，通過引入擬力法來(lái)處理非零初始條件，有效地將DFT/FFT法擴(kuò)展到指數(shù)型阻尼系統(tǒng)中去，得到了更廣泛適用的頻域分析方法。
　　第四，基于擬變分原理，通過理論推導(dǎo)，建立了含有指數(shù)型阻尼系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程，為后面提出的指數(shù)型阻尼模型的阻尼參數(shù)識(shí)別方法提供了理論支持。
　　第五，針對(duì)目前指數(shù)型阻尼模型參數(shù)識(shí)別