發(fā)布時間：2017-07-06 02:19

  本文關(guān)鍵詞：基于徑向基函數(shù)逼近的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)計算方法研究

  更多相關(guān)文章： 徑向基函數(shù) 結(jié)構(gòu)動力響應(yīng) 地震荷載 全直樁碼頭 急動度

【摘要】：結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析的數(shù)值計算算法的研究一直是科學(xué)與工程界備受關(guān)注的課題,人們一直希望能夠?qū)F(xiàn)有的方法不斷地改善或者有新的計算方法被提出以使得工作能夠更好的開展。徑向基函數(shù)方法作為一種新的結(jié)構(gòu)動力學(xué)數(shù)值計算方法,由于其計算過程簡單,不需要積分,計算精度高等特點,非常適合于工程結(jié)構(gòu)分析計算。但是,目前對徑向基函數(shù)方法的研究主要側(cè)重于數(shù)學(xué)理論介紹,而將其應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析還未得到充分的研究。本文首先總結(jié)了現(xiàn)有的數(shù)值計算方法,針對頻域分析法和時域分析法存在的固有缺點,提出了選用徑向基函數(shù)從最原始的函數(shù)逼近原理的解決思路。然后,介紹了徑向基函數(shù)逼近方法的插值原理。緊接著對現(xiàn)有的常規(guī)配點法容易出現(xiàn)數(shù)值振蕩、虛假解的問題,提出在原有插值表達式的基礎(chǔ)上,增加徑向基函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)的線性組合和滿足二階邊界條件的速度、位移、加速度的聯(lián)合插值表達式的改進。使得邊界點的計算不僅滿足數(shù)值意義,也滿足實際情況的物理意義,對出現(xiàn)數(shù)值振蕩、虛假解問題提供了有效的解決方法。然后對徑向基函數(shù)逼近法的計算能力進行驗證,通過對國際上公認(rèn)的測試算例強非線性Bratu型方程和分?jǐn)?shù)階微分方程采用徑向基函數(shù)逼近法進行求解,將得到的計算結(jié)果同其它公開的數(shù)值方法的計算結(jié)果進行比較,驗證了方法的可行性和計算效果。為后期的研究內(nèi)容奠定了數(shù)值計算理論基礎(chǔ)。將本文研究徑向基函數(shù)逼近法應(yīng)用于高樁碼頭結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下的動力響應(yīng)分析,通過對實體結(jié)構(gòu)的分析來展現(xiàn)徑向基函數(shù)逼近法應(yīng)用于結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析的數(shù)值計算過程和結(jié)果。然后在此基礎(chǔ)上,對碼頭結(jié)構(gòu)進行添加三角撐作為結(jié)構(gòu)減震消能構(gòu)件的設(shè)計,并對比添加前后的結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、位移、速度、加速度數(shù)值結(jié)果,通過結(jié)構(gòu)前后峰值的變化情況來展示變化后對結(jié)構(gòu)的影響,為徑向基函數(shù)逼近法應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計以及改進提供借鑒和參考的依據(jù)。最后,本文針對目前傳統(tǒng)數(shù)值算法計算無法直接計算急動度的問題,提出了基于徑向基函數(shù)逼近法直接求得急動度的新思路,并將其應(yīng)用于碼頭結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)分析中。得到的急動度數(shù)據(jù)為結(jié)構(gòu)的減震消能設(shè)計有了更為直觀的客觀評價數(shù)據(jù),為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計提供更全面的考慮因素。
【關(guān)鍵詞】：徑向基函數(shù) 結(jié)構(gòu)動力響應(yīng) 地震荷載 全直樁碼頭 急動度
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U656.113
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 本文的研究背景和意義10-11
• 1.2 結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析簡介11-12
• 1.3 MATLAB介紹12-15
• 1.3.1 M文件13-14
• 1.3.2 MATLAB軟件的特點14-15
• 1.3.3 MATLAB軟件的應(yīng)用15
• 1.4 無網(wǎng)格法介紹15-16
• 1.5 徑向基函數(shù)的介紹16-17
• 1.6 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.7 本文的主要工作19-21
• 第二章 結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析常用數(shù)值方法21-34
• 2.1 線性加速度法21-23
• 2.2 龍格-庫塔法（Runge-Kutta Method）23-25
• 2.3 中心差分法25-26
• 2.4 Houblt法26-27
• 2.5 紐馬克法（Newmark method）27-28
• 2.6 威爾遜-θ方法（Willson-q method）28-30
• 2.7 精細時程積分法30-32
• 2.7.1 結(jié)構(gòu)動力方程的轉(zhuǎn)換30-31
• 2.7.2 齊次方程的解及指數(shù)矩陣T的精細計算31-32
• 2.7.3 非齊次項的處理32
• 2.8 本章小結(jié)32-34
• 第三章 徑向基函數(shù)逼近法求解強非線性問題的研究34-51
• 3.1 引言34
• 3.2 徑向基函數(shù)的定義34-35
• 3.3 徑向基函數(shù)的分類35-38
• 3.3.1 徑向基函數(shù)35
• 3.3.2 全局支撐徑向基函數(shù)35-36
• 3.3.3 局部支撐徑向基函數(shù)36-38
• 3.4 徑向基函數(shù)逼近方法的提出38-41
• 3.5 徑向基函數(shù)插值形式的改進41-43
• 3.6 徑向基函數(shù)逼近方法的算例驗證43-50
• 3.6.1 兩自由度振動系統(tǒng)受正弦簡諧荷載的求解43-44
• 3.6.2 非線性問題的求解研究44-50
• 3.6.2.1 強非線性Bratu型方程的求解45-48
• 3.6.2.2 分?jǐn)?shù)階微分方程的求解48-50
• 3.7 本章小結(jié)50-51
• 第四章 徑向基函數(shù)逼近方法在結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)計算中的應(yīng)用51-61
• 4.1 引言51
• 4.2 建立結(jié)構(gòu)動力分析方程51-54
• 4.2.1 結(jié)構(gòu)的離散化51
• 4.2.2 集中質(zhì)量法51-52
• 4.2.3 有限單元法52-53
• 4.2.4 建立動力平衡方程的動平衡法53-54
• 4.3 系數(shù)矩陣的建立54-58
• 4.3.1 質(zhì)量矩陣54-55
• 4.3.2 剛度矩陣55-56
• 4.3.3 阻尼矩陣56-58
• 4.4 算例58-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第五章 高樁碼頭的動力響應(yīng)分析61-76
• 5.1 引言61
• 5.2 模型和計算條件61-65
• 5.2.1 碼頭概況62
• 5.2.2 計算參數(shù)62-63
• 5.2.3 系數(shù)矩陣63-64
• 5.2.4 整體矩陣的性質(zhì)64-65
• 5.3 地震荷載動力響應(yīng)分析65-68
• 5.3.1 地震波65-66
• 5.3.2 碼頭結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下的反應(yīng)66-68
• 5.4 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中抗震消能措施68
• 5.5 對結(jié)構(gòu)添加三角撐的改進在地震響應(yīng)分析中的應(yīng)用68-71
• 5.6 急動度71-75
• 5.6.1 急動度的介紹71-72
• 5.6.2 急動度的計算72-75
• 5.7 本章小結(jié)75-76
• 第六章 結(jié)論與展望76-78
• 6.1 結(jié)論76-77
• 6.2 展望77-78
• 附錄78-90
• 參考文獻90-96
• 致謝96-97
• 在校期間發(fā)表的論著及取得的科研成果97

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4 iJ鴻新;王�，|;宋文翰;;火炮發(fā)射率對艦艇結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響[J];海軍工程學(xué)院學(xué)報;1983年03期

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3 陳海龍;范華林;金豐年;;相互作用條件下地下拱形結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)[A];第十二次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會會議論文摘要集[C];2012年

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