结构动力学 读书报告
动力学读书报告及体会
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动力学读书报告及体会大纲一、封面标题：动力学读书报告及体会作者姓名完成日期二、摘要书籍信息报告主旨三、引言动力学的定义和重要性阅读书籍的动机四、书籍介绍书名作者出版信息书籍概述五、书籍内容概述动力学基础理论牛顿运动定律能量守恒定律动力学的应用领域机械工程航空航天生物力学案例分析书中案例介绍案例分析六、读书体会理论学习体会对基础理论的理解理论学习中的难点与收获实际应用体会书中案例的实际意义应用动力学理论解决实际问题的经验七、批判性思考对书籍内容的批判性分析对动力学理论的深入思考八、个人成长与收获知识层面的增长思维能力的提升解决问题能力的增强九、书籍评价书籍的优点书籍的不足之处推荐理由十、结论内容示例封面动力学读书报告及体会作者姓名：[您的姓名]完成日期：2024年5月25日摘要本报告基于对《[书名]》一书的阅读，总结了动力学的基础理论、应用领域，并分享了个人的读书体会和批判性思考。
引言动力学是物理学中研究物体运动规律的分支，对于理解自然界和工程实践中的现象至关重要。
书籍介绍《[书名]》由[作者]撰写，[出版社]出版，是动力学领域的经典著作。
书籍内容概述动力学基础理论书中详细阐述了牛顿运动定律和能量守恒定律。
读书体会理论学习体会通过阅读，我对动力学的基础理论有了更深刻的理解。
批判性思考在学习过程中，我对书中某些理论的应用范围和局限性进行了思考。
个人成长与收获阅读这本书不仅丰富了我的动力学知识，也锻炼了我的批判性思维能力。
书籍评价《[书名]》是一本内容丰富、深入浅出的动力学教材，对初学者和专业人士都有很好的指导意义。
结论通过阅读《[书名]》，我对动力学有了更全面的认识。
这本书不仅提供了丰富的理论知识，还激发了我对动力学深入研究的兴趣。
结构动力检测研究概述读书报告
结构动力检测研究概述读书报告结构动力检测研究概述一.引言土木工程事故的发生，造成了人员伤亡和财产损失，必然引起人们对土木工程安全性的关心和重视。
评估已有建筑物或桥梁等结构在灾害性事件(如：地震、台风、爆炸等)后的健康情况，采用常规检测方法进行检测是费时的。
因为主要的结构构件或节点一般都在外覆盖物或者建筑装饰物的下面。
为迅速营救生命、拯救财产，立即对它们的健康情况做出评估是很有必要的。
例如，1994年1月17日，美国加州Northridge大地震，一些建筑物在主震后并未倒塌，但是结构的损伤没有及时发现并进行处理，在后来的一次余震作用下结构发生了倒塌。
1995年日本神户大地震和1999年台湾台中大地震也有类似的情况发生[1]。
人们在基于振动的结构健康监测方面进行了一系列的研究。
20世纪70年代和80年代初，石油工业投人大量的人力和物力开发海洋平台健康监测系统；20世纪70年代后期，美国航天航空部门开展了有关航天飞机动力健康监测的研究；1987年以来，美国所有的人造卫星都配置了航天模型的健康监测系统，美国国家航空和宇航局要求所有的发射设备安置结构健康监测系统[2]。
20世纪80年代初，土木工程部门开展了桥梁健康监测系统的研究。
在连接香港新机场的青马大桥上安装了600多个传感器[3]。
期间，虽然得出了一些较为成功的健康监测技术，但是如何从测量的信息来解释结构的健康状态和损伤情况，至今还没有完善的理论体系，基于振动的结构健康监测仍然是一个挑战。
综观结构损伤检测的研究历史，从损伤的定义来划分，大体上可以划分为单元刚度整体下降的损伤检测法和单元之间连接刚度下降的损伤检测法。
对于前者，结构的损伤程度可由单元刚度折减系数来表示[4]；对于后者，损伤程度可以由单元之间连接部分(连接单元)刚度的减小来表示，如钢结构梁柱连接部位螺栓的破坏、混凝土与钢筋之间粘结的破坏都属于连接单元失效问题。
前者把损伤简单地假定为结构某些单元刚度减小，在此基础上开展的损伤检测研究已经很多了；后一种损伤定义更加接近结构的实际破坏形式，但目前开展的研究工作尚不多。
对结构动力学的认识
结构动力学是一种研究结构在外部载荷下的动态响应和振动特性的学科。
它主要关注
的是结构在受到外部激励（如风、地震、交通等）时的振动响应，分析结构的稳定性、自然频率、振型和振幅等参数。
结构动力学的研究对于工程实践和安全评估具有重要
意义。
结构动力学研究的对象可以是各种类型的结构，如房屋、桥梁、塔楼、船舶、飞行器等。
在研究中，结构动力学通常采用数学模型来描述结构的振动响应，包括质点模型、连续体模型、有限元方法等。
在工程实践中，结构动力学的应用十分广泛。
例如，在建筑结构设计中，需要考虑地震、风荷载等外部载荷对结构的影响，通过结构动力学分析可以确定结构的合理构造
和材料选型；在航空航天领域，需要对飞行器结构进行动力学分析，以保证其安全性
和可靠性。
总之，结构动力学是一门研究结构在外部载荷下的动态响应和振动特性的重要学科，
对于工程实践和安全评估具有重要意义。
结构动力学
高等结构动力学学习心得体会1.这门课程独特的授课方式随着科学技术的进步，结构动力学越来越广泛地应用于建筑结构工程中的防震抗震，海洋平台设计，桥梁结构的抗震设计、桥梁结构故障诊断及桥梁结构健康状态监测等工程技术领域。
而工程界对结构系统进行动力分析的要求日益提高，我国是个多地震的国家，保证多荷载作用下结构的安全、经济适用，是结构工程专业人员的基本任务，由于工程实际中大部分问题与动载荷有关，因此高等结构动力学无疑是一门十分重要的学科。
其实高等结构动力学对我们来说并不陌生，总的来说它是结构力学的基础上来研究动载荷的作用效果，并且与我们在大四时期所接触机械振动这门课程很相似。
它研究结构系统在动力荷载作用下的位移和应力的分析原理和计算方法。
它是振动力学的理论和方法在一些复杂工程问题中的综合应用和发展，是以改善结构系统在动力环境中的安全和可靠性为目的一门课程。
若不结合工程实例，是很难理解这门课程的理论知识的，在大四时我学完机械振动这门课程后仍旧理解的不甚透彻。
针对这一现象老师开设的让同学们上台讲课这一环节无疑让我们受益匪浅，一方面来说对于上台讲课的同学，他们在积极准备的同时必然会去详细了解结构动力学在这一工程领域的应用，无形中促使了他们去学习这门课程，而对于台下听的同学，也这让我们对这门课程的工程应用有了更广泛和更深刻的理解，不再仅限于学习理论知识，这对深刻，学习这门课程也有很大的帮助。
老师的这种授课方式是极好的，讲主动权掌握在同学自己手中，无疑是让我们学会如何自主的学习，当各位同学讲述完自己准备的东西之后还开设了讨论环节，可以提出你自己不懂的问题，做进一步讨论，进一步加深对这一块知识的理解，除此以外你还可以提出自己的见解或者讲课同学的不足之处，大家互帮互助，共同进步。
2.对于这门课程的学习收获这门课的主要内容包括运动方程的建立、单自由度体系、多自由度体系、无限自由度体系的动力学问题、随机振动、结构抗震计算等问题。
高等结构动力学总结
结构动力学课程总结与进展综述首先谈一下我对高等结构动力学课程的认识。
结构动力学研究结构系统在动力荷载作用下的位移和应力的分析原理和计算方法。
它是振动力学的理论和方法在一些复杂工程问题中的综合应用和发展，是以改善结构系统在动力环境中的安全和可靠性为目的的。
这门课的主要内容包括运动方程的建立、单自由度体系、多自由度体系、无限自由度体系的动力学问题、随机振动、结构抗震计算及结构动力学的前沿研究课题。
既有线性系统的计算，又有非线性系统的计算；既有确定性荷载作用下结构动力影响的计算，又有随机荷载作用下结构动力影响的随机振动问题；阻尼理论既有粘性阻尼计算，又有滞变阻尼、摩擦阻尼的计算。
我们是航空院校，当然我们所修的高等结构动力学主要针对的是飞行器结构。
这门课程很难，我通过课程和考试学到了不少东西，当然，也有很多东西不懂，我的研究方向是动力学结构优化设计，其中我对于目前的灵敏度分析研究比较感兴趣，这门课程是我以后学习的基础。
二十世纪中叶，计算机科学发展迅速，有限元方法得到长足进步，使得力学，特别是结构力学的研究方向发生了重大变化，研究范围也得以拓宽。
长期处于被动状态的结构分析，转化到主动的结构优化设计，早期的结构优化设计，考虑的是静强度问题。
但实践指出，许多工程结构，例如飞行器，其重大事故大多与动强度有关。
同理，在航天、土木、桥梁等具有结构设计业务的工作部门，运用结构动力学优化设计技术，必将带来巨大的经济效益。
20世纪60年代，动力学设计也称动态设计（dynamic design）开始兴起，但真正的发展则在八、九十年代，现正处于方兴未艾之际。
“动态设计”一词常易引起误解，逐被“动力学设计”所取代。
进入90年代以来，结构动力学优化设计的研究呈现出加速发展的态势，在许多方面取得了令人耳目一新的成果。
尽管如此，它的理论和方法尚有待系统和完善，其软件开发和应用与工程实际还存在着较大的距离，迄今尚存在着许多未能很好解决甚至尚未涉足的问题。
结构动力学读书报告
《结构动力学》读书报告结构动力学读书报告学习完本门课程和结合自身所学专业，我对本门课程内容的理解和在各方面的应用总结如下：1.（1）结构动力学及其研究内容：结构动力学是研究结构系统在动力荷载作用下的振动特性的一门科学技术，它是振动力学的理论和方法在一些复杂工程问题中的综合应用和发展，是以改善结构系统在动力环境中的安全和可靠性为目的的。
本书的主要内容包括运动方程的建立、单自由度体系、多自由度体系、无限自由度体系的动力学问题、随机振动、结构抗震计算及结构动力学的前沿研究课题。
（2）主要理论分析结构的质量是一连续的空间函数，因此结构的运动方程是一个含有空间坐标和时间的偏微分方程，只是对某些简单结构，这些方程才有可能直接求解。
对于绝大多数实际结构，在工程分析中主要采用数值方法。
作法是先把结构离散化成为一个具有有限自由度的数学模型，在确定载荷后，导出模型的运动方程，然后选用合适的方法求解。
（3）数学模型将结构离散化的方法主要有以下三种：①集聚质量法：把结构的分布质量集聚于一系列离散的质点或块，而把结构本身看作是仅具有弹性性能的无质量系统。
由于仅是这些质点或块才产生惯性力，故离散系统的运动方程只以这些质点的位移或块的位移和转动作为自由度。
对于大部分质量集中在若干离散点上的结构，这种方法特别有效。
②广义位移法：假定结构在振动时的位形（偏离平衡位置的位移形态）可用一系列事先规定的容许位移函数fi（它们必须满足支承处的约束条件以及结构内部位移的连续性条件）之和来表示，例如，对于一维结构，它的位形u(x)可以近似地表为：结构动力学(1) 式中的qj称为广义坐标,它表示相应位移函数的幅值。
这样，离散系统的运动方程就以广义坐标作为自由度。
对于质量分布比较均匀，形状规则且边界条件易于处理的结构，这种方法很有效。
③有限元法：可以看作是分区的瑞利－里兹法，其要点是先把结构划分成适当数量的区域（称为单元），然后对每一单元施行瑞利－里兹法。
浅谈对结构动力学的认识
浅谈对结构动力学的认识摘要：简单地讲述了对结构动力学的整体认识，介绍了结构动力学的发展历程，结构动力问题的几大特点，结构动力问题的分类，结构系统的动力自由度及其离散方法（包括集中质量法、广义坐标法和有限单元法），建立运动方程的方法（包括利用达朗贝尔(d'Alermbert)原理的直接平衡法，虚位移原理建立振动方程，哈密顿(Hamilton)原理建立振动方程）。
关键词：结构动力学；质量；阻尼；运动方程On understanding of structure dynamics Abstract: This paper simply tells the overall understanding of structure dynamics, and introduces the development course of structure dynamics, a few big characteristics of structure dynamic problem , the classification of structure dynamic problem, the structure of the system and its dynamic freedom discrete method (including focus on quality method, generalized coordinates method and finite element method), the method for establishing the equations of motion (including the use of d'Alermbert principle direct balance method, vibration equation with imaginary displacement principle, establish vibration equation with Hamilton principle).Key words: structure dynamics; quality; damping; equations of motion1结构动力学发展简介结构动力学是研究结构体系的动力特性，及其在动力荷载作用下动力响应分析原理和方法的一门技术学科。
结构动力学读书报告(张子明)
图1
简支梁
5
1.2.3 有限单元法
将实际结构用有限个在结点处相互连接的单元所组成的离散系 统代替，对每个单元给定插值函数，然后叠加单元在各个相应结点的 贡献建立系统的求解方程。 有限单元法根据基本未知量选取的不同可 分为，位移有限元法、应力有限元法和兼有应力、位移未知量的混合 有限元法。其中，以位移有限元法应用最为广泛。 上述三种结构的简化方法以集中质量法较为简便实用， 广义位移 法需要选择满足位移边界条件的函数族，故它仅适用于简单结构。有 限单元法适用于各种复杂结构，因而，在求解工程结构动力问题中应 用广泛。
1.2 弹性系统的动力自由度
结构系统的动力计算和静力计算一样，也需要选择计算简图。因 为要考虑质量的惯性力，所以必须明确结构的质量分布情况，并分析 结构可能产生的位移。在结构系统运动的任一时刻，确定其全部质量 位置所需的独立几何参变量的个数， 称为系统的动力自由度 （dynamic freedom）。 实际结构的质量都是连续分布的，因此，它们都是无限自由度系 统。对于无限自由度系统的动力计算，只有一些很简单的情况能给出 解答，而且计算复杂。为了简化计算，通常采用下列方法将实际结构 简化为有限自由度系统。
③
这道题目，采用直接平衡法很容易就能列出运动方程，如果采用 虚位移列平衡方程的话，过程就会及其复杂。 这里需要注意的是：J 是对形心的转动惯量，J 2 0 2 r 2
J
l
m d r ，则 l
ml 2 ，所以就可以 ，而 ；惯性矩 M J [2]；因为 v r ， a v 12 v r a r Y Y ，则 M J 。还需要注意的一点就是：材料力 r 3l
2.运动方程式的建立
建立运动方程一般有以下三种方法：1.直接平衡法（达朗贝尔原 理）；2.虚位移原理；3.哈密顿原理。以上三种方法中。直接平衡法
结构动力学心得
结构动力学学习总结通过对本课程的学习，感受颇深。
我谈一下自己对这门课的理解：一．结构动力学的基本概念和研究内容随着经济的飞速发展，工程界对结构系统进行动力分析的要求日益提高。
我国是个多地震的国家，保证多荷载作用下结构的安全、经济适用，是我们结构工程专业人员的基本任务。
结构动力学研究结构系统在动力荷载作用下的位移和应力的分析原理和计算方法。
它是振动力学的理论和方法在一些复杂工程问题中的综合应用和发展，是以改善结构系统在动力环境中的安全和可靠性为目的的。
高老师讲课认真负责，结合实例，提高了教学效率，也便于我们学生寻找事物的内在联系。
这门课的主要内容包括运动方程的建立、单自由度体系、多自由度体系、无限自由度体系的动力学问题、随机振动、结构抗震计算及结构动力学的前沿研究课题。
既有线性系统的计算，又有非线性系统的计算；既有确定性荷载作用下结构动力影响的计算，又有随机荷载作用下结构动力影响的随机振动问题；阻尼理论既有粘性阻尼计算，又有滞变阻尼、摩擦阻尼的计算，对结构工程最为突出的地震影响。
二．动力分析及荷载计算1.动力计算的特点动力荷载或动荷载是指荷载的大小、方向和作用位置随时间而变化的荷载。
如果从荷载本身性质来看，绝大多数实际荷载都应属于动荷载。
但是，如果荷载随时间变化得很慢，荷载对结构产生的影响与静荷载相比相差甚微，这种荷载计算下的结构计算问题仍可以简化为静荷载作用下的结构计算问题。
如果荷载不仅随时间变化，而且变化很快，荷载对结构产生的影响与静荷载相比相差较大，这种荷载作用下的结构计算问题就属于动力计算问题。
荷载变化的快与慢是相对与结构的固有周期而言的，确定一种随时间变化的荷载是否为动荷载，须将其本身的特征和结构的动力特性结合起来考虑才能决定。
在结构动力计算中，由于荷载时时间的函数，结构的影响也应是时间的函数。
另外，结构中的内力不仅要平衡动力荷载，而且要平衡由于结构的变形加速度所引起的惯性力。
结构的动力方程中除了动力荷载和弹簧力之外，还要引入因其质量产生的惯性力和耗散能量的阻尼力。
《试验结构动力学》读书笔记分析
《试验结构动力学》读书笔记目录目录 (I)第1章模态分析理论基础 (2)1.1、模态分析定义 (2)1.2、试验模态分析的典型应用 (2)1.3、粘性阻尼系统 (2)1.4、结构阻尼（滞后阻尼）系统 (2)1.5、单自由度频响函数的特性曲线 (3)1.6、多自由度系统的频响函数分析 (3)第2章时间历程的测量 (3)2.1、试验结构的支撑方式 (3)2.2、激励方式 (3)2.3、时间历程的测量 (4)第3章动态测试后处理 (4)3.1、动态测试后处理 (4)3.2、消除频率混叠 (4)3.3、抗混滤波 (5)3.4、泄漏和窗函数 (5)3.5、滤波器 (5)3.6、平均技术 (5)第4章模态参数辨识的频域方法 (6)4.1、单点输入单点输出(SISO) (6)4.2、频域多参考点模态参数辨识（MIMO） (7)第5章模态参数的时域辨识方法 (9)5.1系统的可辨识性问题 (9)5.2最小二乘复指数法 (9)5.3FDD，EFDD法 (10)第6章模态分析在工程中的应用 (10)6.1模态测试概述 (10)6.2模态分析在结构动态设计中的应用 (10)6.3模态分析在故障诊断和状态监测中的应用 (10)参考文献： (11)第1章 模态分析理论基础1.1、模态分析定义将线性时不变系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，坐标变换的变换矩阵为振型矩阵，其每列即为各阶振型。
1.2、试验模态分析的典型应用a. 获得结构的固有频率,可避免共振现象的发生。
b. 为了应用模态叠加法求结构响应，确定动强度，和疲劳寿命。
c. 载荷(外激励)识别。
d. 振动与噪声控制。
e. 为结构动力学优化设计提供目标函数或约束条件f. 有限元模性修正与确认。
1.3、粘性阻尼系统强迫振动方程及其解fkx x c x m =++...解的形式（s 为复数）及拉氏变换st Xe x =，)()()(2s f s x k cs m s =++自由振动0...=++kx x c x m ，02=++k cs m s ，202,11ζωζω-±-=j s实部：衰减因子，反映系统阻尼，虚部：有阻尼系统的固有频率。
结构动力学原理
结构动力学原理最近在研究结构动力学原理，发现了一些有趣的原理，今天就来跟大家分享分享。
你们有没有观察过那种高层建筑物在大风天的样子啊？就像那种很高的写字楼，风一吹，感觉大厦在微微晃动，就好像一个巨人在风中轻轻地摇摆。
这其实就跟结构动力学原理有关。
简单来说，建筑结构是有自身的振动特性的。
当外部的作用力，像风啊、地震这些按照一定的频率作用在建筑物上时，如果这个频率和建筑物自身结构的固有频率相似，就会引起比较大的振动。
就像我们荡秋千一样，如果按照秋千摆动的节奏去推它，它就会越荡越高，那个感觉是一样的。
这就要说到结构动力学里的固有频率这个概念。
说真的，我一开始也不太明白这东西到底是怎么个情况。
固有频率呢，是结构自身的一种特性，取决于结构的刚度、质量的分布等因素。
打个比方吧，就好比每个人都有自己独特的步频。
结构在没有外界持续激励的时候，只要施加一次初始的干扰，它就会按照自己的固有频率开始振动。
咱们家里的书架，如果不小心碰一下它，它晃动的过程就是在按照自己的固有频率在振动，只不过很快由于阻尼的作用而停止了。
阻尼这个词可能有些专业，其实就是让振动衰减的一种力，就像我们开车的时候，刹车装置就是个阻尼系统，能让车的运动状态慢慢停下来。
在实际应用方面，了解结构动力学原理特别重要。
就拿桥梁来说，在建造桥梁之前，工程师们就得详细地去分析桥梁结构的动力学特性。
要是没考虑好，车辆行驶产生的振动，风的吹袭，甚至地震可能会让桥梁发生过度的振动，导致损坏。
前几年我看到有个新闻，说某个跨海大桥因为遭遇大风浪和地震，部分结构产生了振动，幸好当时工程师已经提前考虑很多因素做了加固等措施。
但这也让我意识到，尽管我们已经掌握了很多结构动力学的原理，但在面对复杂的实际环境时，还是存在很多挑战的。
说到这里，你可能会问，那建筑物设计成什么样子就能尽量避免共振（也就是因为频率相似导致的大振动）这种危险情况呢？其实这就需要精确的动力学分析了。
要合理布置结构的质量和刚度，增大结构的阻尼。
高等结构动力学读书札记
《高等结构动力学》读书札记一、章节概览在我研读《高等结构动力学》我对各个章节的内容进行了深入的剖析和理解，现将各章节的主要内容概述如下：第一章：绪论。
本章介绍了结构动力学的定义、发展历程和研究现状，以及它在土木工程领域的重要性和应用价值。
通过对结构动力学的基本概念的理解，为后续的深入研究奠定了基础。
第二章：结构动力学的基本原理。
主要讲述了结构动力学的基本原理，包括结构的动力特性、运动方程的建立以及动力荷载的识别和分析等。
本章对理解后续复杂结构的动力响应分析提供了基础。
第三章：振动理论与模态分析。
介绍了结构振动的分类和特征，以及模态分析的基本原理和方法。
模态分析是研究结构动力特性的重要手段，对后续研究具有重要的指导意义。
第四章：结构动力响应分析。
主要讲述了结构在动力荷载作用下的响应分析，包括强迫振动、自振、非线性振动等内容。
这些内容为分析复杂结构在各种外部荷载作用下的性能提供了重要的理论依据。
第五章：地震作用下的结构动力响应分析。
本章重点介绍了地震作用下结构的振动特性和响应分析，包括地震波的特性、地震作用下的结构响应分析方法和抗震设计的基本原理等。
第六章：风荷载作用下的结构动力响应分析。
主要介绍了风荷载的特性，以及风荷载作用下结构的振动特性和响应分析方法。
对理解和研究风力作用下的建筑结构性能提供了重要的理论依据。
在接下来的学习中，我将深入研究每一章节的内容，通过案例分析、理论推导和数值计算等方法，深入理解并掌握结构动力学的核心知识，以期将其应用于实际工程中，解决实际问题。
二、详细札记本章主要介绍了结构动力学的背景、研究内容及重要性。
结构动力学是研究结构在动态荷载作用下的响应和性能的科学。
它涉及到结构的振动、波动、稳定性以及能量传递等问题。
在实际工程中，结构动力学对于防灾减灾、桥梁设计、建筑抗震等领域具有广泛的应用价值。
本章详细阐述了结构动力学的基础理论，包括结构振动的基本原理、动力学方程的建立以及求解方法。
结构动力学总结(总1)
第3章 单自由度体系
第3章 单自由度体系
无阻尼自振频率：ωn＝√(k/m) 无阻尼自振周期：Tn＝2π/ ωn
自振周期Tn（或ωn）是结构的固有特性，与振幅大小 无关（线弹性范围内）。 工程频率：fn＝1/Tn
有阻尼自振频率：ωD＝ωn√(1－ζ 2) 有阻尼自振周期：TD＝Tn/√(1－ζ 2)
h (t ) ← ⎯→ H (iω )
F
时域解法：Duhamel积分 频域解法：Fourier变换
u (t ) = ∫ p (τ )h (t − τ )dτ
0
t
1 u(t ) = 2π
∫
∞
−∞
H (iω ) P(ω )eiωt dω
适用范围：应用了叠加原理，仅适用于线弹性结构结 构体系。
离散Fourier变换，快速付氏变换FFT
T
第4章 多自由度体系（续）
振型的正交性： 对于N个振型和自振频率
{φ}n ,
T
ωn , n = 1,2,L, N
m≠n m≠n
满足正交条件
{φ }m [M ]{φ }n = 0, {φ }m [K ]{φ }n = 0,
T
证明方法，利用特征方程（即自振频率及其振型 满足的方程）证明。
第4章 多自由度体系（续）
第4章 多自由度体系（续）
分别将结构的自振频率代入运动方程的特征方程 得到与自振频率对应的各阶振型
⎧ φ1i ⎫ ⎪φ ⎪ ⎪ 2i ⎪ ωi : {φ}i = ⎨ ⎬ , i = 1, 2, L, N ⎪M ⎪ ⎪φNi ⎪ ⎩ ⎭
振型为结构按某一自振频率自由振动时，不同自 由度位移（振动）的比例关系。 自振频率和振型均属于结构的动力特性。
第4章 多自由度体系
结构动力学小结[1]1
![结构动力学小结[1]1](https://img.taocdn.com/s3/m/16082d2bb52acfc789ebc9fe.png)
海上油气开发设施因为水深和生产方式的不同，有多种开发设施。
大致可以分为（1）固定平台：导管架平台和重力式，主要用于油气的生产。
（2）移动式平台：主要用于油气勘探，包括自升式和半潜式（3）单点系泊系统：作为海上油气集输装置，穿梭油轮定位（4）顺应式平台：研究开发中，国外已经开始应用，用于较大水深。
从结构上来分，一般将spar 平台分为三部分：平台上体，平台主体和系泊系统（包括锚固基础），其中平台上体和平台主体并称为平台本体。
TLP 由五大部分组成：平台上体、立柱（含横撑和斜撑）、下体（沉箱）、张力腿系泊系统和锚固基础第二章 确定性载荷卡门涡街：Reynolds 数较高的流体流经圆柱体时，在柱体断面宽度最大点附近发生分离。
在分离点之后沿柱体表面将发生逆流。
边界层在分离点脱离柱体表面，并形成向下游延展的自由剪切层。
上下两剪切层之间的区域即为尾流区。
在剪切层范围内，由于接近自由流区外侧部分的流速大于内侧部分，流体便有发生旋转并分散成若干个旋涡的趋势。
人们称在柱体后面的涡系为“卡门涡街”。
涡激升力：旋涡是在柱体后部两侧交替、周期性地发生的。
当在一侧的分离点处发生旋涡时，在柱体表面引起方向与旋涡旋转方向相反的环向流速 因此发生旋涡一侧沿柱体表面流速小于原有流速v ，而对面一侧的表面流速 则大于原有流速v ，从而形成沿与来流垂直方向作用在柱体表面上的压力差即升力。
当一个旋涡向下游泄放（即自柱体脱落并向下游移动）时，它对柱体的影响及相应的升力FL 也随之减小，直到消失，而下一个旋涡又从对面一侧发生，并产生同前一个相反方向的升力。
因此，每一“对”旋涡具有互相反向的升力。
涡激振动： 涡激升力周期变化，引起结构发生垂直于轴线方向的振动，称为涡激振动。
锁定现象（lock-in ）： 当涡激升力频率与弹性结构的固有频率接近，结构的振动会驱使旋涡的泄放频率在一个较大的S 范围内固定在结构的自振频率,即振动固定在固有频率上,从而诱发结构剧烈颤振或抖振，这称之为锁定现象。
结构动力学读书报告
《结构动力学读书报告》转眼间这个学期就快结束了，庆幸的是跟着张老师学习完本门课程我受益颇多，在此就主要根据上课所用的河海大学出版社出版的《结构动力学》课本以及我的导师参与编写的清华大学出版社出版的《结构动力学》课本并结合自身所学专业，对本门课程内容的理解和在各方面的应用总结如下，有什么不当之处还希望张老师批评指正：1.结构动力学及其研究内容：结构动力学是研究结构系统在动力荷载作用下的振动特性的一门科学技术，它是振动力学的理论和方法在一些复杂工程问题中的综合应用和发展，是以改善结构系统在动力环境中的安全和可靠性为目的的。
学习结构动力学就应该了解结构动力学的任务、动力计算的特点、动力荷载的分类、动力分析的目的和方法。
本书的主要内容包括运动方程的建立、单自由度体系、多自由度体系、自振频率和振型的实用计算、结构地震响应分析。
最后，张老师还补充介绍了结构与水体的动力相互作用和结构与地基动力相互作用。
2.课程主要内容回望2.1 结构动力学概论本章首先介绍结构动力学计算的特点，动荷载与静荷载作用的区别，常见动力荷载的分类和结构动力学的研究目的、研究方法和任务。
然后分别对考虑动力系统惯性力的动力自由度和阻尼力的形式进行讨论；最后介绍建立运动方程式的常用方法，即基于达朗贝尔原理的直接平衡法和基于虚位移原理的虚功法并对轴向力的影响进行简单讨论。
结构的质量是一连续的空间函数，因此结构的运动方程是一个含有空间坐标和时间的偏微分方程，只是对某些简单结构，这些方程才有可能直接求解。
做法是先把结构离散化成为一个具有有限自由度的数学模型，在确定载荷后，导出模型的运动方程，然后选用合适的方法求解。
将结构离散化的方法主要有以下三种：①集聚质量法②广义位移法③有限元法。
建立运动方程式主要有达朗贝尔原理（直接平衡法）、虚位移原理（拉格朗日法），两者均可建立运动方程：()()()()...m y t c y t ky t F t ++=2.2单自由度系统的振动单自由度系统的动力分析是结构动力计算中非常重要的内容。
结构力学读书报告
姓名：图尔荪江·斯拉吉学号：理论力学、材料力学以及结构力学的关系摘要通过学习一个学期的结构力学课程对结构力学分析及计算有了一定的基础。
为了更好的巩固对结构力学的知识，全面加强力学计算的能力进而为了准确计算实际工程中遇到的各种问题我觉得很有必要认识清楚结构力学、理论力学以及材料力学的联系及区别。
引言为了深刻认识三大力学之间的关系先要对各个力学的基本意义、研究方向、研究任务、发展简史及现在工程应用当中的不可忽视的作用进行进一步研究正文一，三大力学的基本定义：理论力学：理论力学是机械运动及物体间相互机械作用的一般规律的学科，也称经典力学。
是力学的一部分，也是大部分工程技术科学理论力学的基础。
其理论基础是牛顿运动定律，故又称牛顿力学。
20世纪初建立起来的量子力学和相对论，表明牛顿力学所表述的是相对论力学在物体速度远小于光速时的极限情况，也是量子力学在量子数为无限大时的极限情况。
对于速度远小于光速的宏观物体的运动，包括超音速喷气飞机及宇宙飞行器的运动，都可以用经典力学进行分析。
材料力学：研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和导致各种材料破坏的极限。
材料力学是所有工科学生必修的学科，是设计工业设施必须掌握的知识。
学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。
结构力学：结构力学是固体力学的一个分支，它主要研究工程结构受力和传力的规律，以及如何进行结构优化的学科。
所谓工程结构是指能够承受和传递外载荷的系统，包括杆、板、壳以及它们的组合体，如飞机机身和机翼、桥梁、屋架和承力墙等。
二，研究方向：理论力学：理论力学主要研究刚体系的平衡条件和运动的基本规律。
它的研究对象是刚体，与物体形变无关，主要是单纯的力与力，力与物体之间的关系，是承上启下的一门力学基础课。
同时理论力学是一门理论性较强的技术基础课，随着科学技术的发展，工程专业中许多课程均以理论力学为基础。
理论力学遵循正确的认识规律进行研究和发展。
结构动力学读书笔记
读书笔记——读《结构动力学》1.1 结构动力学计算的目的和特点结构动力学主要研究在动荷载作用下结构的位移和内力（以后统称为动力反应）的计算原理和计算方法。
结构动力分析要解决的问题有：地震作用下建筑结构、桥梁、大坝的振动；风荷载作用下大型桥梁、高层结构的震动；机器转动产生的不平衡力引起的大型机器基础的振动；车辆运行中由于路面不平顺引起的车辆振动及车辆引起的路面振动；爆炸荷载作用下防护工事的冲击动力反应等等，量大而面广。
结构动力破坏的特点是突发性、毁灭性、波及面大等。
结构动力分析的目的是确定动力荷载作用下的结构内力和变形；通过动力分析确定结构动力特性等。
结构动力学研究结构体系的动力特性及其在动力荷载作用下的动力反应分析原理和方法的一门理论和技术学科。
该学科的目的在于为改善工程结构体系在动力环境中的安全性和可靠性提供坚实的理论基础。
结构动力计算的特点为：a.动力反应要计算全部时间点上的一系列解，比静力问题复杂且要消耗更多的计算时间。
b.与静力问题相比，由于动力反应中结构的位移随时间迅速变化，从而产生惯性力，惯性力对结构的反应又产生重要影响。
结构动力学和静力学的本质区别为是否考虑惯性力的影响。
结构产生动力反应的内因（本质因素）是惯性力。
惯性力的出现使分析工作变得复杂，而对惯性力的了解和有效处理又可使复杂的动力问题分析得以简化。
在结构动力反应分析中，有时可通过对惯性力的假设而使动力计算大为简化，如在框架结构地震反应分析中常采用的层模型。
惯性力的产生是由结构的质量引起的，对结构中质量位置及其运动的描述是结构动力分析中的关键，这导致了结构动力学和结构静力学中对结构体系自由度定义的不同。
动力自由度（数目）：动力分析中为确定体系任一时刻全部质量的几何位置所需要的独立参数的数目。
独立参数也称为体系的广义坐标，可以是位移、转角或其它广义量。
1.2 载荷确定载荷有三个因素，即大小、方向和作用点。
如果这些因素随时间缓慢变化，则在求解结构的响应时，可把载荷作为静载荷处理以简化计算。
浅谈对结构动力学的认识
浅谈对构造动力学的认识摘要：简单地讲述了对构造动力学的整体认识，介绍了构造动力学的开展历程，构造动力问题的几大特点，构造动力问题的分类，构造系统的动力自由度及其离散方法〔包括集中质量法、广义坐标法和有限单元法〕，建立运动方程的方法〔包括利用达朗贝尔(d'Alermbert)原理的直接平衡法，虚位移原理建立振动方程，哈密顿(Hamilton)原理建立振动方程〕。
关键词：构造动力学；质量；阻尼；运动方程On understanding of structure dynamics Abstract: This paper simply tells the overall understanding of structure dynamics, andintroduces the development course of structure dynamics, a few big characteristics of structure dynamic problem ,the classification of structure dynamic problem, the structure of the system and its dynamic freedom discrete method (including focus on quality method, generalized coordinates method and finite element method), the method for establishing the equations of motion (including the use of d'Alermbert principle direct balance method, vibration equation with imaginary displacement principle, establish vibration equation withHamilton principle).Key words:structure dynamics;quality; damping;equations of motion1构造动力学开展简介构造动力学是研究构造体系的动力特性，及其在动力荷载作用下动力响应分析原理和方法的一门技术学科。
结构力学读书报告
姓名：图尔荪江·斯拉吉学号:理论力学、材料力学以及结构力学的关系摘要通过学习一个学期的结构力学课程对结构力学分析及计算有了一定的基础。
为了更好的巩固对结构力学的知识，全面加强力学计算的能力进而为了准确计算实际工程中遇到的各种问题我觉得很有必要认识清楚结构力学、理论力学以及材料力学的联系及区别。
引言为了深刻认识三大力学之间的关系先要对各个力学的基本意义、研究方向、研究任务、发展简史及现在工程应用当中的不可忽视的作用进行进一步研究正文一，三大力学的基本定义：理论力学:理论力学是机械运动及物体间相互机械作用的一般规律的学科，也称经典力学。
是力学的一部分,也是大部分工程技术科学理论力学的基础。
其理论基础是牛顿运动定律，故又称牛顿力学。
20世纪初建立起来的量子力学和相对论,表明牛顿力学所表述的是相对论力学在物体速度远小于光速时的极限情况,也是量子力学在量子数为无限大时的极限情况.对于速度远小于光速的宏观物体的运动,包括超音速喷气飞机及宇宙飞行器的运动，都可以用经典力学进行分析。
材料力学：研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和导致各种材料破坏的极限.材料力学是所有工科学生必修的学科，是设计工业设施必须掌握的知识。
学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。
结构力学：结构力学是固体力学的一个分支,它主要研究工程结构受力和传力的规律,以及如何进行结构优化的学科。
所谓工程结构是指能够承受和传递外载荷的系统，包括杆、板、壳以及它们的组合体，如飞机机身和机翼、桥梁、屋架和承力墙等。
二，研究方向：理论力学：理论力学主要研究刚体系的平衡条件和运动的基本规律。
它的研究对象是刚体，与物体形变无关，主要是单纯的力与力,力与物体之间的关系，是承上启下的一门力学基础课。
同时理论力学是一门理论性较强的技术基础课，随着科学技术的发展,工程专业中许多课程均以理论力学为基础。
理论力学遵循正确的认识规律进行研究和发展。
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《结构动力学》读书报告
结构动力学读书报告
学习完本门课程和结合自身所学专业，我对本门课程内容的理解和在各方面的应用总结如下：
1.（1）结构动力学及其研究内容：
结构动力学是研究结构系统在动力荷载作用下的振动特性的一门科学技术，它是振动力学的理论和方法在一些复杂工程问题中的综合应用和发展，是以改善结构系统在动力环境中的安全和可靠性为目的的。
本书的主要内容包括运动方程的建立、单自由度体系、多自由度体系、无限自由度体系的动力学问题、随机振动、结构抗震计算及结构动力学的前沿研究课题。
（2）主要理论分析
结构的质量是一连续的空间函数，因此结构的运动方程是一个含有空间坐标和时间的偏微分方程，只是对某些简单结构，这些方程才有可能直接求解。
对于绝大多数实际结构，在工程分析中主要采用数值方法。
作法是先把结构离散化成为一个具有有限自由度的数学模型，在确定载荷后，导出模型的运动方程，然后选用合适的方法求解。
（3）数学模型
将结构离散化的方法主要有以下三种：①集聚质量法：把结构的分布质量集聚于一系列离散的质点或块，而把结构本身看作是仅具有弹性性能的无质量系统。
由于仅是这些质点或块才产生惯性力，故离散系统的运动方程只以这些质点的位移或块的位移和转动作为自由
度。
对于大部分质量集中在若干离散点上的结构，这种方法特别有效。
②广义位移法：假定结构在振动时的位形（偏离平衡位置的位移形态）可用一系列事先规定的容许位移函数fi（它们必须满足支承处的约束条件以及结构内部位移的连续性条件）之和来表示，例如，对于一维结构，它的位形u(x)可以近似地表为：
结构动力学
(1) 式中的qj称为广义坐标,它表示相应位移函数的幅值。
这样，离散系统的运动方程就以广义坐标作为自由度。
对于质量分布比较均匀，形状规则且边界条件易于处理的结构，这种方法很有效。
③有限元法：可以看作是分区的瑞利－里兹法，其要点是先把结构划分成适当数量的区域（称为单元），然后对每一单元施行瑞利－里兹法。
通常取单元边界上（有时也包括单元内部）若干个几何特征点(例如三角形的顶点、边中点等)处的广义位移qj作为广义坐标，并对每个广义坐标取相应的插值函数作为单元内部的位移函数（或称形状函数）。
在这样的数学模型中，要求形状函数的组合在相邻单元的公共边界上满足位移连续条件。
一般地说，有限元法是最灵活有效的离散化方法，它提供了既方便又可靠的理想化模型，并特别适合于用电子计算机进行分析，是目前最为流行的方法，已有不少专用的或通用的程序可供结构动力学分析之用。
（4）运动方程
可用三种等价但形式不同的方法建立，即：①利用达朗伯原理引
进惯性力，根据作用在体系或其微元体上全部力的平衡条件直接写出运动方程；②利用广义坐标写出系统的动能、势能、阻尼耗散函数及广义力表达式，根据哈密顿原理或其等价形式的拉格朗日方程导出以广义坐标表示的运动方程；③根据作用在体系上全部力在虚位移上所作虚功总和为零的条件，即根据虚功原理导出以广义坐标表示的运动方程。
对于复杂系统，应用最广的是第二种方法。
通常,结构的运动方程是一个二阶常微分方程组,写成矩阵形式为：Μ(t)+D(t)+Kq(t)=Q(t)，(2) 式中q (t)为广义坐标矢量，是时间t的函数,其上的点表示对时间的导数；Μ、D、K分别为对应于q (t)的结构质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵；Q (t)是广义力矢量。
2.结构动力学在抗震设计中的应用：
（1）序言：地震时地面运动是一个复杂的时间－空间过程，地震反应分析的发展经过了静力法、反应谱法、动力法三个阶段，现行的抗震设计方法包括反应谱法和时程分析法
（2）方法比较：根据《建筑结构抗震规范》，对单自由度体系，给定场地条件以及结构的自振周期和阻尼比，便可以从反应谱中获得结构的最大地震响应（位移、速度和加速度），进而可求出结构的地震力。
对于多自由度体系，首先采用多自由度体系的反应谱理论，即先利用模态分析法将多自由度体系分解为一系列广义单自由度体系，最后将各振型的最大值用一定的振型组合方法组合出结构的最大地震反应[。
由于反应谱方法基本正确地反映了地震动特性，并考虑了结构的动力特性，所以对于一般的结构而言，具有良好的精度，且概念
明确，计算方便。
地震地面运动是一个非平稳随机过程，而随机振动法充分考虑了地震发生的概率特性，所以普遍认为随机振动法是一种合理的分析方法。
但是，随机振动法的缺点是它的计算量庞大而且对于非线性问题可能引起较大的误差，在处理罕遇地震下的强非线性问题时有其局限性。
时程分析法是确定性动力分析方法的一种，是发展较为成熟、应用较多的一种方法。
由于这种分析方法是在离散时间点上一步一步地求响应的数值解，所以该法可以在任一时间点上随时修改结构参数，很适合于处理参数随时间变化的非线性问题。
它既可虑地震波的多维多点输入，还可以考虑结构几何非线性、物理非线性、非比例阻尼和桩－土－结构相互作用等的地震反应。
常用的积分方法有线性加速度法。
（3）这里主要介绍比较先进的时程分析法：逐步积分数值方法特别适用于计算大型结构在地震作用下的动力响应,其无需像振型叠加法那样要预先花费很多的工作量计算频率和振型。
此外,由于计算中考虑几何非线性大变形的影响,本文中采用Newmark 逐步积分方法求解。
Δt 时间步内增量形式的振动平衡方程为：
（4）注意： 1.在进行时程分析过程中，利用上述方法计算结构反应关键的是地震动的描述，即恰当地输入地震波。
2.分析和结果存在一定的局限性，即计算结果仅仅是选择地震波的反应，若选择另外一条地震波，计算结果可能差别很大；
3. 为得到结构反应的统计结果，必须对多条地震波进行分析，工作量较大。
参考文献
[1] 建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001
[2] 高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）.北京：中国建筑工业出版社，2001
[3] 结构动力学张子明杜成斌周星德编著清华大学出版社。