實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)逐步積分算法的穩(wěn)定性和精度.pdf

1、由于很多結(jié)構(gòu)控制裝置(粘滯阻尼器、粘彈性阻尼器等)的性能都與速度有關(guān),因而常規(guī)的慢速擬動(dòng)力實(shí)驗(yàn)不能正確地反映安裝速度相關(guān)型阻尼器結(jié)構(gòu)的真實(shí)性能.為了解決這一問(wèn)題,必須對(duì)結(jié)構(gòu)(或子結(jié)構(gòu))進(jìn)行實(shí)時(shí)加載,這就是實(shí)時(shí)擬動(dòng)力(子結(jié)構(gòu))實(shí)驗(yàn)技術(shù).和擬動(dòng)力實(shí)驗(yàn)一樣,實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)中數(shù)值積分方法仍是一個(gè)很重要的方面.顯式擬動(dòng)力算法對(duì)擬動(dòng)力實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)是顯式的,一般認(rèn)為對(duì)實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)也是顯式的,但是已有的顯式擬動(dòng)力算法(如中心差分法)僅位移能顯式表達(dá),速度

2、卻不能顯式表達(dá).目前的實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)假定只要試件能實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)指定位移,就能保證速度反應(yīng)正確,因此并不要求目標(biāo)速度的顯式表達(dá).但是這樣一來(lái),試件實(shí)現(xiàn)的速度就與算法本身的速度假定不一致,從而將影響算法的穩(wěn)定性和精度.本文首先研究中心差分法用于實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)時(shí)速度計(jì)算公式發(fā)生的變化,并分析其穩(wěn)定性和精度.研究發(fā)現(xiàn)在實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)中中心差分法的穩(wěn)定性和精度都發(fā)生了改變.然后,本文對(duì)臺(tái)灣學(xué)者S.Y.Chang提出的顯式無(wú)條件穩(wěn)定的擬動(dòng)力算法進(jìn)行速

3、度計(jì)算修正,將其變?yōu)閷?shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)算法.實(shí)時(shí)Chang方法的穩(wěn)定性和精度分析表明,Chang方法對(duì)擬動(dòng)力實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)是無(wú)條件穩(wěn)定的顯式方法,但用于實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)則成為條件穩(wěn)定的.分析同時(shí)表明,實(shí)時(shí)Chang方法雖然是條件穩(wěn)定的,但其穩(wěn)定性優(yōu)于實(shí)時(shí)中心差分法.本文還對(duì)擬動(dòng)力算法(包括實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)算法)的另外兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了初步探討.首先,初步提出了一種顯式無(wú)條件穩(wěn)定的實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)算法,對(duì)單自由度線性體系來(lái)說(shuō),該方法具有很高的精度,在非線性體系和非經(jīng)典阻