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[线性振动] 问一个动力学基础性的问题,请大家赐教!

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发表于 2009-7-25 09:32 | 显示全部楼层 |阅读模式

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在动力学建模中,弹簧(k)和阻尼(c)是最常用的两种元件,一个代表弹性元件,一个代表阻尼元件。我想问的是如果是要在模型中使用这两种元件的条件是什么?对于弹性元件我可以理解,即在模型中,比如有两个弹性体接触发生了弹性变形,在它们之间可以用相应的弹簧来代替,但是用阻尼代表什么含义呢?代表消耗的能量吗?两个弹性体相互接触消耗能量的原理是什么?
      还有动力学模型建立完成之后,需要对方程进行求解,那就需要确定弹簧(k)和阻尼(c)的具体数值,那么确定k和c的具体方法是什么呢?我看教材一般都是作为已知给出的,但是针对我们自己的一个研究对象,这些参数则是未知的,这些参数该如何确定呢?
      问的都是一些基础性问题,还请大家不吝赐教,谢谢!
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发表于 2009-7-25 12:26 | 显示全部楼层
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    振动是存在的一种现象,系统能够产生振动的必要条件是系统处于稳定平衡状态,也就是当系统离开平衡位置时存在趋于恢复平衡位置的能力。

  惯性、弹性和耗散是振动系统模型比较常见的几个单元,最简单的模型就可以用惯性和弹性模拟成一个振动系统。弹性是力与位移的关系、耗散是力与速度的关系、弹性是力与位移的关系。实际系统根据这些性质简化成相关的单元,具体质量取多少是根据质量是惯性系数来确定的,同样K也是根据弹性系数来确定,一般来说应该可以通过实验测量得到,或已经有的测量数据....
发表于 2009-7-25 15:19 | 显示全部楼层
在建模的时候,质量元件是很容易理解的。阻尼元件的引入只是为了模拟能消耗能量的各种因素的综合,没有像质量元件那么有明确的物理对象。非弹性碰撞必然伴随着能量的消耗。碰撞模型比较复杂,有的文献在计算能量耗散的时候,就用线性粘滞阻尼来表示能量的消耗。

至于如何建立计算模型,那是属于建模的范畴,是属于结构(动)力学的知识。确定质量矩阵一般比较简单,确定刚度矩阵一般利用位移法比较简单,而阻尼矩阵的确定,常常是为了计算上能够解耦,直接利用刚度矩阵和质量矩阵的线性组合得出。

当然阻尼是个很复杂的问题,即使到现在,也远没有达到完善的地步,有很多不同的阻尼理论。

个人意见,仅供参考。
 楼主| 发表于 2009-7-26 09:40 | 显示全部楼层

谢谢两位的回复,关于刚度计算的疑问

谢谢两位的回复,你们的回答确实解释了我存在很久的疑惑。但是关于刚度计算的问题,由于现在试验条件所限,我想并不是所有人,或者说只有少数人才具有做试验测量刚度的条件,因此在这种情况下我们如何获取动力学模型中的刚度值大小呢?
       通过ANSYS进行仿真求解是否可以呢?还有通过ANSYS仿真求解的步骤是什么呢?或者说针对刚度值的确定还有没有其它的办法吗?
发表于 2009-7-26 15:25 | 显示全部楼层
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      结构的刚度和惯性计算都是关系到材料系数(弹性系数和惯性系数)和结构剖面尺寸,而材料系数只有通过实验才能得到...
发表于 2009-8-4 13:13 | 显示全部楼层

回复 地板 superlu 的帖子

有静刚度和动刚度之分,静刚度就是材料承受静力是抵抗变形的能力,所以好测量,至于动刚度就是材料抵抗动力下变形的能力,通过模态来分析的,所以楼主可能是想把两者统一起来了。
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