非線性單自由度系統的Newmark beta方法

2021-10-11 04:07:23 字數 942 閱讀 8781

**受外部動力作用的單自由度阻尼質量彈簧系統的非線性(或線性)響應。

求解粘性阻尼質量彈簧系統的常微分運動方程,該系統在受到任意外力時會表現出非線性,週期性,力-位移行為。導數通過使用[1]中提出的newmark-beta方法隨時間隱式積分。然後,將控制方程的完整數值形式表示為殘差,並使用從[2]中獲得的newton-raphson演算法找到解。彈簧的材料特性可以是線性的也可以是非線性的,因為牛頓法應該以任何一種方式收斂。

通過使用主幹曲線定義恢復力與位移之間的非線性關係。資料作為一組必須嚴格為正的橫座標對輸入。然後,使用者提供的骨架通過水平軸和垂直軸反射,從而使關係變為各向同性,即,無論彈簧是拉伸還是壓縮,該關係都是相同的。假定第乙個資料點為初始彈性屈服點。如果系統在屈服時開始恢復,則主幹將從其原始屈服點移至當前位移。這種移位產生了應變硬化的非常基本的形式。但是,它無法捕捉到迴圈應變硬化和降解的更實際效果。

該指令碼分為三個主要部分:輸入引數,源計算和後處理。基本使用者唯一需要修改的是「輸入引數」部分。(可選)他們還可以在「後處理」部分中執行輔助計算。提供了兩個演示:steelbar.m和chopraex55.m。前者是非細長鋼筋的模型,該鋼筋在單軸壓縮和拉伸下變形,並支撐相對較大的質量。其主幹曲線代表20攝氏度下的astm a992鋼,是根據[3]生成的。後面的演示準確地從[1]中重現了示例5.5,並用作對此**的驗證。

[1]喬普拉,ak。(2014)。「結構動力學,理論和在**工程中的應用 :全球版。」 培生教育。第四版。

[2] burden,rl,faires,dj。(1993)。「數值分析。」 pws出版公司。第五版。

[3]蔡w,馬洛娃(ma),恩格哈特(md)。(2017)。「 astm a992 鋼的真實應力-應變曲線, 用於在高溫下進行斷裂模擬。」 建築鋼鐵研究雜誌。

**獲取:

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