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建立阻尼矩阵的优化方法

时间:2026-01-23 理论教育 凌薇 版权反馈
【摘要】:式中n 阶振型的阻尼系数与临界阻尼系数ccr,n的比值为阻尼比,即再建立质点2、质点3的上述方程式,又可解出c21、c22、c23、c31、c32和c33-6 个未知数,这样阻尼矩阵就完全确定了。如果质点很多,用上述方法建立阻尼矩阵,计算工作量繁重,可用以下简化方法计算。阻尼矩阵按下式建立Rayleigh建议阻尼矩阵为此建议在动力计算中经常应用。

图2.24 表示一个结构体系的第n 阶振型。对于某一质点,例如对质点1,运动方程式为

图示

如前所述,任何时刻,质点运动的位移与最大幅值的比例都相等。因此,对n 阶振型,可作如下置换

图示

图示

图2.24 结构体系的n 阶振型

将式(2.141)代入式(2.140),得

图示

式 (2.142)就是单自由度体系的运动方程式。式中n 阶振型的阻尼系数与临界阻尼系数ccr,n(=2m1ωn)的比值为阻尼比,即

图示

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再建立质点2、质点3的上述方程式,又可解出c21、c22、c23、c31、c32和c33-6 个未知数,这样阻尼矩阵就完全确定了。

如果质点很多,用上述方法建立阻尼矩阵,计算工作量繁重,可用以下简化方法计算。假定体系的模型如图2.25 所示,有两套阻尼器:一套与质点相连,给出与质量成比例的系数cr;另一套与弹簧相连,给出与弹簧劲度成比例的系数cg

对质点1 可建立如下运动方程式

图示

图2.25 体系的计算模型

图示(https://www.xing528.com)

对n 阶振型,用式(2.141)的置换关系代入式(2.144),得

图示

上式可写成

图示

n 阶振型的临界阻尼系数可写成

图示

图示

n 阶振型的阻尼比为

图示

由此得

图示

只要两个振型的自振频率ω1、ω2和阻尼比λ1、λ2已知,便可解出两个阻尼参数cr、cg。cg对高阶振型影响大,cr对低阶振型影响大。

阻尼矩阵按下式建立

图示

Rayleigh建议阻尼矩阵为

图示

此建议在动力计算中经常应用。

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