结构动力学方程常用数值解法:方法概述
对于一个实际结构,由有限元法离散化处理后,动力学方程可写为:从数学角度看,这是一个常系数的二阶线性常微分方程组,计算数学领域,常微分数值算法常用的有两大类:
1. 针对一阶微分方程数值积分法发展的欧拉法,中点法,Rugge-kutta(龙格—库塔)方法。
2. 直接基于二阶动力学方程发展的方法。
对结构动力学问题的数值求解,常用的有两大类:
1. 坐标变换法:它是对结构动力方程式,在求解之前,进行模态坐标变换,实际上就是一种Rize变换,即把原物理空间的动力方程变换到模态空间中去求解。现在,普遍使用的方法是模态(振型)迭加法。
2. 直接积分法:它是对结构动力方程式在求解之前不进行坐标变换,直接进行数值积分计算。这种方法的特点是对时域进行离散,然后将该时刻的加速度和速度用相邻时刻的各位移线性组合而成。通常又称为逐步积分法。
模态迭加方法,比较常用,但如下情况通常使用直接积分方法(即求解之前不进行模态分析)。
1. 非比例阻尼,非线性情况。
2. 有冲击作用,激起高频模态,力作用持续时间较短,模态迭加计算量太大。
本文摘录自百度文库《结构动力学方程常用数值解法》一文。
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