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动刚度矩阵法求解Timoshenko梁振动模态

  
编号:99-584792 | doc 格式 | 3.75M | 77 页
动刚度矩阵法求解Timoshenko梁振动模态

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摘要
工程中许多复杂结构的振动,可以简化为梁、板、壳结构单元的振动问题。其中,Timoshenko梁的振动是一个得到广泛关注的工程科学问题。Timoshenko梁的振动一般由解析法和数值法进行研究,而动刚度矩阵法是一?#20013;?#20852;的、不同于常规解析法和数值法的方法。近期,动刚度矩阵法得到了人们的广泛关注。
动刚度矩阵法中,若干步骤和有限元法中的相似,主要不同之处是从梁的振动解析解中,获得精确的单元刚度矩阵,再进一步构建整体动力刚度矩阵,代入边界条件,节点位移等,得到自振频率和振型。
本文采用动刚度矩阵法分析Timoshenko梁的振动。由Timoshenko梁的运动微分方程出发,?#39057;?#20102;梁的精确动刚度拒阵,再由动刚度矩阵求解Timoshenko梁的固有频率的精确解。在固有频率求解中,采用了Wittrick-Williams算法,该方法计算超过一个给定的频率数的频率个数,而不是直接计算矩阵的固有频率,从而算出固有频率该法。通过这个方法使得计算固有频率更加高效。
通过对阶梯悬臂梁模型的求解,进一步认?#24230;?#20309;利用动刚度矩阵法对Timoshenko梁的固有频?#24335;?#34892;求解。并用解析法得出结果作为参考,验证了动刚度矩阵法求解Timoshenko梁模态的精确性和计算高效的特征。

关键词:动刚度矩阵、Timoshenko梁理论、悬臂梁、运动微分方程、Wittrick-Williams算法、解析解法

  
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