Кіріспе
Динамикалық жүктемеге (жоғары жылдамдықтағы әрекеттерге) ұшыраған құрылымның мінез-құлқы Құрылымдық динамика - динамикалық жүктемеге (жоғары жылдамдықтағы әрекеттерге) ұшыраған құрылымның мінез-құлқын қамтитын құрылымдық талдау түрі. Динамикалық жүктемелерге адамдар, жел, толқындар, көлік қозғалысы, жер сілкіністері және жарылыстар кіреді. Кез келген құрылым динамикалық жүктемеге ұшырауы мүмкін. Динамикалық талдау динамикалық орын ауыстыруларды, уақыт тарихын және модалды талдауды табу үшін пайдаланылуы мүмкін. Құрылымдық талдау негізінен физикалық құрылымның күш қолданылған кездегі мінез-құлқын анықтауға арналған. Бұл әрекет адамдар, жиһаз, жел, қар және т.б. сияқты заттардың салмағына байланысты жүктеме түрінде болуы мүмкін. немесе жер сілкінісі, жер сілкінісі, жақында болған жарылыстан жер сілкінісі сияқты басқа да қозулар. Негізінде, бұл жүктемелер динамикалық, құрылыстың өзіндік салмағын қоса алғанда, өйткені белгілі бір уақытта бұл жүктемелер жоқ еді. Динамикалық және статикалық талдаулар арасында айырмашылық қолданылатын әрекеттің құрылыстың табиғи жиілігіне қарағанда жеткілікті жылдамдыққа ие болуына байланысты жасалады. Егер жүктеме жеткілікті баяу қолданылса, инерция күштері (Ньютонның бірінші қозғалыс заңы) ескерілмейді және талдау статикалық талдау ретінде оңайлатылуы мүмкін. Статикалық жүктеме өте баяу өзгеріске ұшырайды. Динамикалық жүктеме - бұл құрылыстың табиғи жиілігіне қарағанда уақытпен салыстырғанда тез өзгеріске ұшырайтын жүктеме. Егер ол баяу өзгерсе, құрылымның реакциясын статикалық талдау арқылы анықтауға болады, бірақ егер ол тез өзгерсе (құрылымның жауап беру қабілетіне қатысты), реакциясын динамикалық талдау арқылы анықтауға болады. Қарапайым құрылымдар үшін динамикалық талдау қолмен жүргізілуі мүмкін, ал күрделі құрылымдар үшін шекті элементтік талдау режимдік пішіндер мен жиіліктерді есептеу үшін пайдаланылуы мүмкін.
Structural dynamics is a type of structural analysis which covers the behavior of a structure subjected to dynamic (actions having high acceleration) loading. Dynamic loads include people, wind, waves, traffic, earthquakes, and blasts. Any structure can be subjected to dynamic loading. Dynamic analysis can be used to find dynamic displacements, time history, and modal analysis. Structural analysis is mainly concerned with finding out the behavior of a physical structure when subjected to force. This action can be in the form of load due to the weight of things such as people, furniture, wind, snow, etc. or some other kind of excitation such as an earthquake, shaking of the ground due to a blast nearby, etc. In essence all these loads are dynamic, including the self weight of the structure because at some point in time these loads were not there. The distinction is made between the dynamic and the static analysis on the basis of whether the applied action has enough acceleration in comparison to the structure's natural frequency. If a load is applied sufficiently slowly, the inertia forces (Newton's first law of motion) can be ignored and the analysis can be simplified as static analysis. A static load is one which varies very slowly. A dynamic load is one which changes with time fairly quickly in comparison to the structure's natural frequency. If it changes slowly, the structure's response may be determined with static analysis, but if it varies quickly (relative to the structure's ability to respond), the response must be determined with a dynamic analysis. Dynamic analysis for simple structures can be carried out manually, but for complex structures finite element analysis can be used to calculate the mode shapes and frequencies.
Көші-қон
Динамикалық жүктеме құрылыстың жүктемеге тез жауап бере алмауы (бұрылу арқылы) салдарынан бірдей көлемдегі статикалық жүктемеге қарағанда айтарлықтай үлкен әсер етуі мүмкін. Динамикалық жүктеменің әсерінің артуы динамикалық күшейту коэффициентімен (DAF) немесе динамикалық жүктеме коэффициентімен (DLF) беріледі: мұнда u - қолданылатын жүктемеге байланысты құрылымның бұрылуы. Стандартты жүктеме функциялары үшін динамикалық күшейткіш факторлары мен өлшемсіз көтерілу уақыты (tr/T) графиктері бар (көтерілу уақытының түсіндірілуі үшін төменде уақыт тарихының талдауын қараңыз). Осылайша графиктен берілген жүктеме үшін DAF-ты оқуға болады, статикалық бұрылыс қарапайым құрылымдар үшін оңай есептеледі және динамикалық бұрылыс анықталады.
where u is the deflection of the structure due to the applied load. Graphs of dynamic amplification factors vs non dimensional rise time (tr/T) exist for standard loading functions (for an explanation of rise time, see time history analysis below). Hence the DAF for a given loading can be read from the graph, the static deflection can be easily calculated for simple structures and the dynamic deflection found.
Уақыт тарихының талдауы
Тарих жүктемені қолдану кезінде және одан кейін уақыт бойынша құрылымның жауап беруін береді. Құрылымның реакция тарихын анықтау үшін, оның қозғалыс теңдеуін шешу керек.
Модалды қатысу коэффициенті
Нақты жүйелер үшін күш салу функциясына (мысалы, жер сілкінісі кезінде жердің массасы) және инерция әсерлеріне (құрылыстың массасы, Meq) қатысатын масса жиі кездеседі. Модальдық қатысу коэффициенті Γ - бұл осы екі массаның салыстыруы. Бір еркіндік дәрежесі бар жүйе үшін Γ = 1.