周期框架结构波动频散动力特性研究的任务书.docx

周期框架结构波动频散动力特性研究的任务书
一、研究背景
周期框架结构是建筑、桥梁以及其他基础设施中最普遍的类型之一，其具有质量轻、刚度高、抗震性能优良等优点。然而，结构的动力特性却是影响结构使用寿命、安全性的重要因素之一。
为了更好地把握周期框架结构的动力特性，学者们进行了大量的研究，尤其是针对其波动频散特性进行了广泛的探讨。近年来，随着计算机技术和仿真软件的不断发展，结构分析方法也得到了显著提升，因此，对周期框架结构的研究也更为深入。
二、研究目标
本文旨在研究周期框架结构的波动频散动力特性，明确其主要研究内容及相关技术路线。具体研究目标如下：
1.分析周期框架结构的波动频散特性，确定其基本动力特性参数。
2.研究不同薄弱构件的连杆作用及不同加劲方式的影响，揭示这些因素对结构振动特性的影响。
3.基于多模态分析方法，研究结构的主要震动模态，并对其进行比较，掌握结构的整体动力特性。
4.采用有限元分析方法，对不同工况下的结构动力响应进行模拟计算，揭示结构在不同工况下的振动响应特性。
5.利用实验模态分析、动力响应测试等手段，检验和验证数值经验对周期框架结构动力响应特性研究的准确性和可靠性。
三、研究内容
（一）波动频散特性分析
对周期框架结构的波动频散特性进行分析，主要研究内容包括波动模态、自振周期、频散关系等方面。
在分析波动模态时，将首先采用静力条件得到初始截面尺寸，再选取合适的数值模型对结构进行有限元分析，求得结构的固有模态。同时，还将采用SCA（SubstructureCouplingAnalysis）的分析方法，进一步确定结构的主、次、高阶模态。
在分析自振周期和频散关系时，将主要采用频域分析方法，通过对固有模态的频散关系进行比较和分析，揭示结构各种自由振动模态的参数差异和频率分布规律。其中，自振周期的研究将着重分析结构在不同截面位置的周期，以及不同构件的自振周期差异，更深层次地揭示结构波动频散特性的本质及规律。
（二）连杆作用及加劲方式分析
在研究连杆作用及加劲方式对结构波动特性的影响方面，将主要探讨以下几个方面：
1.分析连杆对结构刚度、振动模态以及自振周期等参数的影响。
2.研究在不同塑性屈服模型下薄弱构件所能承受的最大荷载，探讨其对整个结构动力响应特性的影响。
3.研究不同加劲方式的影响，通过对加劲后的结构进行有限元分析模拟，分析加劲方式对结构刚度、振动模态以及自振周期等参数的影响。
（三）多模态分析
在研究结构主要震动模态方面，将基于科氏矩阵的方法，通过对多个模态频率的比较，确定结构的主要震动模态。同时，在振动模态的振型分析上，将以计算机模拟的方式，研究各震动模态的振型特征，进一步确定结构的动力响应特性。
（四）多工况响应分析
在研究结构多工况响应特性方面，将采用实验模态分析、动力响应测试等手段，对不同工况下结构的振动响应特性进行测量和分析。同时结合有限元模拟分析计算，比较实验测量结果与模拟计算结果的差异，验证数值经验的准确性和可靠性。
四、研究技术路线
1.确定研究内容及技术路线；
2.建立电脑模型，针对不同工况进行结构分析；
3.利用ANSYS等有限元分析软件，进行结构的模态分析；
4.进行结构连杆作用及加劲方式的分析；
5.利用科氏矩阵的方法进行多模态分析；
6.进行实验模态分析、动力响应测试等手段，检验和验证数值经验的可靠性。
五、结论与意义
通过本研究，可以更全面地掌握周期框架结构的动力特性及其波动频散特性规律，精确预测结构的自振频率和模态，从而更好地评估结构的安全性和稳定性。此外，本研究将有助于结构相似性、优化、设计参数的评价、优化和更新等领域的研究和实践。