用回传波射矩阵法分析突加载荷下刚架的瞬态响应

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近几年来,Pao、Howard以及他们的合作者提出了一种求解桁架或框架在冲击载荷作用下动态响应的新方法:回传波射矩阵法。该方法基于弹性波理论导出了桁架和框架结构求瞬态响应的一种新的频域矩阵分析法。它以杆件端点处离开波和到达波的幅值为基本的未知量,通过各节点位移协调条件和力的平衡条件形成散射矩阵, 然后组装成总体矩阵后在频域中进行求解,得到基本未知量,然后将到达某点处不同频率波形进行叠加,求得该点出应变、位移等瞬态响应,最后利用快速傅立叶变换得到在时间域内的解。 本文进一步推广了回传波射矩阵法的适用范围,对原程序作了改进,将该方法的分析和程序扩展到包括阶跃位移载荷的情形。先通过单根梁在端点处突加阶跃位移的回传波射矩阵法解与Mindlin方法的解相比较验证了分析和程序的正确性,然后再利用回传波射矩阵法求解了一个17根杆件组成的框架承受突加阶跃载荷时的瞬态响应情况,并对结果进行了分析和讨论,得出了一些对工程实际有用的结论。
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