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《多跨連續(xù)梁彎曲自由振動的波動解法.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第36卷第2期四川建筑科學(xué)研究2010年4月SichuanBuildingScience35多跨連續(xù)梁彎曲自由振動的波動解法王贊芝,胡如成,張鵬,吳輝琴,鄧宇,葉雁冰,黃世斌,陳勁飆(廣西工學(xué)院土木工程系,廣西柳州545006)摘要:建立了連續(xù)梁自由振動的波動分析方法。通過Fourier變換,將時域內(nèi)描述波動場的偏微分方程及其邊界條件轉(zhuǎn)換成頻域內(nèi)的常微分方程及相應(yīng)的邊界條件,得到頻域解后,再通過Fourier反變換得到原問題的時域解。最后,給出了具體的算例。關(guān)鍵詞:連續(xù)梁;波的傳播;Fourier變換中圖分類號:TU322文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1008—1
2、933(2010)02—035—03Wavemotionsolutiont0freebendingvibrationofmulti.spanbeamWANGZanzhi,HURucheng,ZHANGPeng,WUHuiqin,DENGYu,YEYanbing,HUANGShibin.CHENJingbiao(DepartmentofCivilEngineering,GuangxiUniversityofTechnology,Liuzhou545006,China)Abstract:Wavemotionanalysismethodforcontinuousb
3、eamisestablished.ByFouriertransform,thepartialdifferentialequationsandboundaryconditionsintimedomainpresentingwavemotionfieldsarechangedintonormaldiferentialequationsandcorrespondingboundaryconditionsinfrequencydomain.ThenbyinverseFouriertransform,thesolutioninfrequencydomainistran
4、sformedintotimedomain,thustheoriginalsolutionintimedomainisobtained.Finally,aspecificexampleisdemonstrated.Keywords:continuousbeam;wavepropagation;Fouriertransform題,利用連續(xù)梁的波動解,可以全面地反映梁的0前言任意截面的振動情況和任意時刻該梁的波動情況。使用連續(xù)梁可以減小梁的彎曲變形和應(yīng)力,因限于篇幅,這里首先討論多跨連續(xù)梁自由振動的頻此,在機械設(shè)計領(lǐng)域、房屋建筑和橋梁結(jié)構(gòu)中得到廣率方程與振型。泛
5、的應(yīng)用?。在橋梁結(jié)構(gòu)中使用連續(xù)梁,還便于采1梁微分方程的通解用懸臂法澆筑混凝土,便于采用伸臂法架設(shè)鋼梁,當(dāng)連續(xù)桁梁遭受局部破壞時,其余部分不易墜梁彎曲自由振動的微分方程為毀,修復(fù)較易,因此,從搶修要求出發(fā),對大跨度橋嘉卜pA(=。梁,采用連續(xù)桁架橋更具有重要意義J。然而由于(1)連續(xù)梁屬于靜不定結(jié)構(gòu),當(dāng)跨數(shù)較多時,對其進行動式中日()——梁的截面抗彎剛度;力響應(yīng)分析將相當(dāng)復(fù)雜,故以前多采用能量法、A()——橫截面面積;迭代法及傳遞矩陣法等方法進行近似計算。文獻“(,f)一一梁的撓度。[5]將多跨梁視為單跨梁,將所有中間支座的約束方程(1)為變系數(shù)線性微分方程
6、,除少數(shù)特殊反力視為梁上的未知外力,根據(jù)自由振動時約束反情形之外,得不到解析解剖。對于等截面梁,力隨時問的變化規(guī)律和梁固有振動規(guī)律相一致的性()為常數(shù),()為常數(shù),方程(1)簡化為常系數(shù)微質(zhì),求得多跨等截面梁的頻率方程和振型函數(shù)。該分方程:方法簡化了計算過程,但并未減少計算工作量。實。:+:0(2)際上,在動載作用下工程結(jié)構(gòu)的反應(yīng)是一種波動,因此,結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)分析在本質(zhì)上是一個波動問式中n2:E1pa對式(2)作Fourier變換,得收稿日期:2007—11-05;修回日期:2008—10-06作者簡介:王贊芝(1964一),男,江蘇鹽城人,結(jié)構(gòu)工程博士,主
7、要從z。一∞:(,):o(3)事結(jié)構(gòu)工程的科研與教學(xué)。基金項目:廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計劃項目(桂科合0815007—1上式的特征方程的解可以表示成—1O);廣西自然科學(xué)基金重點項目(桂科自0832002Z);廣西工學(xué)院博士基金科研項目E—mail:spannugszustand@yahoo.eom.CB36四川建筑科學(xué)研究第36卷對應(yīng)于J=1的簡諧波為bleq=出IIi_Jk¨,=一x』_D0(6)6【cos(√)+n(√)】,代表沿軸負(fù)向傳1(i=2,?,凡)播的頻散行波;波數(shù)為j}-=√詈,相應(yīng)的相速度c-Ixl。~/_口~。dl0。k:一oxJ.=3
8、時,6sem3x=6sIcos(~1一其中;(i=1