指數型阻尼模型及其在鋼筋混凝土結構動力分析中的應用.pdf

1、阻尼是振動系統(tǒng)的重要動力特性之一。經過了百余年來的發(fā)展，研究者們提出了多種阻尼模型的假設，每種阻尼模型都有各自的動力分析方法和適用范圍。在工程實踐中，粘滯阻尼模型因其數學上的簡便性而廣泛地用來描述振動系統(tǒng)中的阻尼特性。然而，該模型假設阻尼力與瞬時速度相關，計算出的每周能量損失與外激勵頻率成正比，這并不能真實地反映許多工程材料或結構復雜的阻尼耗能特性。因此，深入研究其它形式的阻尼模型及其相應的動力分析方法，以期能夠更好地描述振動系統(tǒng)的阻尼

2、特性是土木工程和其它相關領域的重要課題。
　　針對經典的粘滯阻尼理論在描述固體材料的阻尼耗能特性中的局限性，本文引入了一種更加合理的指數型阻尼模型來描述混凝土這種弱粘彈性材料的阻尼耗能特性。在討論固體材料阻尼耗能機理的基礎上，通過理論分析，建立含有指數型阻尼系統(tǒng)的運動學方程，并發(fā)展了指數型阻尼系統(tǒng)的動力分析方法以及阻尼參數識別方法。最后通過試驗研究，識別出混凝土材料的松弛因子，驗證了該模型對描述混凝土材料阻尼特性的適用性。本文的主

3、要內容如下:
　　首先，研究了復阻尼理論在描述固體材料阻尼耗能的特點，討論了復阻尼系統(tǒng)的動力分析方法以及目前復阻尼理論在數學描述上存在的問題。根據對偶原則，結合高斯積分和精細積分的基本方法，給出了復阻尼系統(tǒng)動力方程的時程積分遞推表達式，并對復阻尼動力方程時程積分的穩(wěn)定性問題做進一步探討。
　　其次，研究了指數型阻尼系統(tǒng)運動方程的時程分析方法?；谝环N無條件穩(wěn)定的微分求積法，給出了這種非粘滯阻尼系統(tǒng)的逐步積分表達式，得到一種兼

4、顧精度和效率且適用性更強的數值積分方法。
　　第三，研究了指數型阻尼系統(tǒng)頻域計算方法。根據離散傅立葉變換(DFT)的基本理論，通過引入擬力法來處理非零初始條件，有效地將DFT/FFT法擴展到指數型阻尼系統(tǒng)中去，得到了更廣泛適用的頻域分析方法。
　　第四，基于擬變分原理，通過理論推導，建立了含有指數型阻尼系統(tǒng)的運動方程，為后面提出的指數型阻尼模型的阻尼參數識別方法提供了理論支持。
　　第五，針對目前指數型阻尼模型參數識別