[软件][动力学][Dynamics] NSDOF算例6——设置黏弹性阻尼器单自由度体系动力时程分析 (Dynamic time history analysis of a single degree of freedom system with viscoelastic dampers)

实干、实践、积累、思考,创新! 粘弹性阻尼器是一种有效的减震控制装置,主要依靠粘弹性材料的滞回耗能,为结构提供附加刚度和阻尼,减小结构动力反应,从而实现减震目标。粘弹性阻尼器既能提供刚度,也能提供阻尼,其典型的滞 回曲线为椭圆形,具有良好的耗能性能。下图 所示是粘弹性阻尼器的滞回环形状示意。 粘弹性阻尼器,恢复力由两部分构成,即速度相关部分和位移相关部分,具体如下 NSDOF提供了单自由度主体结构及黏弹性阻尼器并联的动力时程分析模型,以下做两个测算。 第一个算例,结果部附加任何阻尼器,结构刚度取10,阻尼比取0.05,对应的阻尼系数为0.15915,点击运行计算可获得对应的力、位移响应结果及能量图。由能量图可见,此时主要包含3种能量:动能+应变能+阻尼耗能 第二个算例,主体结构的阻尼取0,刚度取一个很小的值0.0001,几乎可忽略,同时设置黏弹性阻尼器的阻尼系数为0.15915,与算例1中的主体结构的阻尼系数一致,黏弹性阻尼器的刚度取10,鱼算例1中的主体结构的刚度一致。因此可知,算例2的计算结果应该与算例1是一致的,相当于用一个黏弹性阻尼器去等效一个单自由度系统。计算结果如下图所示。 由结果可见,算例2的位移、速度、加速度响应均是与算例1一致的。不同的是,算例2的能量图,此时主要包含2种能量:动能+黏弹性阻尼器的耗能,因为用黏弹性阻尼器等效算例1的主体结构,同时也可以发现,黏弹性阻尼器的耗能等于算例1主体结构的应变能及阻尼耗能的叠加。 另外从滞回曲线可以发现,黏弹性阻尼器的滞回曲线是椭圆。此时黏弹性阻尼器的滞回曲线也等于算例1主体结构他弹性恢复力滞回曲线及阻尼力滞回曲线的叠加。 相关话题 ( Related Topics) [01]. [Tool] SPECTR – A program for Response Spectra Analysis [反应谱计算程序] [02]. [程序][Tool] Ground Motion Selection [强震记录选取] [03]. [程序][软件]Ground Motion …

[软件][动力学][Dynamics] NSDOF算例4——设置摩擦阻尼器单自由度体系动力时程分析

坚持实干、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 介绍 NSDOF ( [软件][更新][Dynamics] NSDOF v2021: A Tool for Nonlinear Dynamic Analysis of SDOF System (NSDOF单自由度系统动力非线性分析工具 v2021)  ) 设置摩擦阻尼器的单自由度体系动力时程分析。简单来个step by step图片演示吧。 STEP 1: 导入一个震荡动力荷载 STEP 2: 假定主体结构为弹性,设置摩擦阻尼器的摩擦力及刚度。 STEP 3: 点击Run …

[软件][动力学][Dynamics] NSDOF算例5——非线性粘滞阻尼器+材料非线性 单自由度体系动力时程分析

实干、实践、积累、思考,创新。 在网友建议下,NSDOF (  [Tool][软件][Dynamics] NSDOF v2020: A Tool for Nonlinear Dynamic Analysis of SDOF System (NSDOF单自由度系统动力非线性分析工具 v2020)  ) 增加了非线性粘滞阻尼器。可以在考虑或者不考虑结构阻尼的情况下,考虑非线性粘滞阻尼器进行动力时程分析。下面算例测试NSDOF同时设置非线性粘滞阻尼器+材料非线性的动力时程分析功能,同时用SAP2000进行同样的分析,并对比验证。其中非线性阻尼器阻尼指数取0.1,整个动力方程高度非线性。 算例参数 质点质量: 1kg 体系弹性刚度:100N/m 屈服强度: 0.75N 屈服后刚度强化系数:0 结构的粘滞阻尼系数c:0N-s/m 粘滞阻尼器的阻尼系数cvd: 1.0 N-s/m …

[软件][动力学][Dynamics] NSDOF算例3——非线性粘滞阻尼单自由度体系动力时程分析

实干、实践、积累、思考,创新。 在网友建议下,NSDOF (  [Tool][软件][Dynamics] NSDOF v2020: A Tool for Nonlinear Dynamic Analysis of SDOF System (NSDOF单自由度系统动力非线性分析工具 v2020)  ) 增加了非线性粘滞阻尼器。可以在考虑或者不考虑结构阻尼的情况下,考虑非线性粘滞阻尼器进行动力时程分析。下面做两个算例测试一下NSDOF的非线性粘滞阻尼器计算功能,同时用SAP2000进行同样的分析,并对比验证。 算例1:线性粘滞阻尼 具体参数: 质点质量: 1kg 体系弹性刚度:100N/m 结构的粘滞阻尼取 :0 粘滞阻尼器的阻尼系数c: 1.0 N-s/m 粘滞阻尼器的阻尼指数alpha:1.0 …

[软件][动力学][Dynamics] NSDOF算例2——单自由度体系非线性动力时程分析

坚持实干、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 最近小伙伴做非线性粘滞阻尼器的参数分析,于是我们在 NSDOF (http://www.jdcui.com/?p=13947)软件上加了非线性粘滞阻尼器的分析功能。顺便做些测算例子。 这个例子与前面[软件][动力学][Dynamics] NSDOF算例1——单自由度体系弹性动力时程分析 例子的模型基本一致,不同之处在于此例结构为非线性,取二折线非线性本构,进行非线性动力时程分析。 单自由度体系参数: 质量m: 1.0 N-s2/m (kg); 阻尼比: 0.05; 初始刚度k0: 10 N/m; 屈服强度Fy: 0.75N 相应的屈服位移为 0.075m 重力加速度g: 9.807 m/s2; 加速度时程: A9OL 对应的阻尼系数c: 0.31623 N-s/m, 单自由度体系的自振周期为  …

[软件][动力学][Dynamics] NSDOF算例1——单自由度体系弹性动力时程分析

坚持实干、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 最近小伙伴做非线性粘滞阻尼器的参数分析,于是我们在 NSDOF (http://www.jdcui.com/?p=13947)软件上加了非线性粘滞阻尼器的分析功能。顺便做些测算例子。 单自由度体系参数: 质量m: 1.0 N-s2/m (kg); 阻尼比: 0.05; 弹性刚度k: 10 N/m; 重力加速度g: 9.807 m/s2; 加速度时程: A9OL 对应的阻尼系数c: 0.31623 N-s/m, 单自由度体系的指针周期为  1.98692s 采用NSDOF进行计算,设置参数,并分析 同时采用NONLIN进行计算,并对比验证。 时程结果对比 NONLIN的结果 NSDOF的结果 滞回曲线结果对比 …

[软件][更新][Dynamics] NSDOF v2021: A Tool for Nonlinear Dynamic Analysis of SDOF System (NSDOF单自由度系统动力非线性分析工具 v2021)

坚持实干、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 随后更新。。。。           相关话题 ( Related Topics) [01]. [Tool] SPECTR – A program for Response Spectra Analysis [反应谱计算程序] [02]. [程序][Tool] Ground Motion Selection [强震记录选取] [03]. [程序][软件]Ground Motion Library [强震记录管理] [04]. Artificial …

[地震][动力学][Dynamics][MATLAB] 将阻尼矩阵的非对角线元素取为0计算结果会怎么样?

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 如题,一看是一个莫名其妙的想法。实际上也是一个错误的想法,不过,当时脑子一热,就测算一下。具体看看结果。 模型: 20层的剪切层模型。 阻尼矩阵: (1)模态阻尼,20阶振型计算 (2)模态阻尼,20阶振型计算,把非对角线元素取为0。 采用MATLAB编程,采用Newmark-β积分法进行弹性时程分析,两种阻尼模型的计算结果对比如下。 其中,参考阻尼为完整的模态阻尼,对比阻尼为去掉阻尼矩阵对角线元素后的矩阵。 由图可见,采用仅保留对角线元素的阻尼矩阵,结构的位移及剪力响应远小于完整的阻尼矩阵,而楼层加速度响应似乎相差不大!!十分诧异!! 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[抗震][动力学] 对于整体结构,X向地震作用下有Y向剪力吗?有!!

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 对于整体结构,X向地震作用下,结构有Y向的剪力吗?以下通过两个简单的时程分析案例进行测算。 案例1: 振型结果如下: 振型1为Y向平动 振型2为X向平动 振型3为绕Z轴扭转 案例2:案例1模型逆时针旋转45度 周期值与模型1是一样的,只是因为结构转了一个角度,振型方向不同了。 振型1为135度方向平动 振型2为45度方向平动 振型3为绕Z轴的扭转 分别对两个模型沿X向施加地震动加速度时程,进行直接积分动力时程分析。所选的地震波如下图所示。 模型1沿X方向与Y方向的基底剪力结果如下图所示。由图可知,对于模型1,沿X向输入地震,Y向剪力几乎为0。 模型2沿X方向与Y方向的基底剪力结果如下图所示。由图可知,对于模型2,沿X方向输入地震,结果Y向会产生剪力,且剪力大小不可忽略。 粗看似乎有点难理解,外力和内力不是应该平衡的吗?为何施加X方向加速度,结构有Y向的剪力?对于静力情况下,结构受到到的外力与的内力平衡,比如,当沿结构X方向施加力F时,结构总的剪力必然是沿X方向,且大小为F,Y方向不存在剪力。为何到了动力情况,就不满足这个规律了?不妨看一下两种情况下结构的平衡方程。 结构静力平衡方程: 其中,为结构的外力,为结构的抗力,其中,当只有X向力作用时,即 ,,即结构的抗力也只有X反向的力,y及z向的力为0   结构动力平衡方程(地震): 其中,当只有x向地震时,,即向量在非X向自由度上为0,此时结构的抗力,假设忽略阻尼,结构的抗力为,对比静力平衡下的公式()可见,尽管向量在非X向自由度上为0,但是抗力的右边项不是,而是,即所谓的绝对加速度,其中相对加速度在非X向自由度上不一定为0,当在非X向自由度上存在非0值时,抗力就可以能存在非X向自由度上的力,即对于整体结构,X向地震作用下,结构整体在其他方向也可能存在抗力,包括Y向的剪力。 对于算例1,在X向地震加速度作用下,由于结构基本只有X向的位移,因此Y向的抗力很小,进而Y向剪力很小。对于案例2,由于结构扭转了45度,在X向地震加速度作用下,结构不仅有X向的位移,也有Y向的位移,有Y向的位移,就可能有Y向的抗力及Y向剪力。 由以上分析也可发现,引起动力与静力概念上不同的错觉的原因是,把动力情况下结构的抗力当成了,实际上动力情况下结构的抗力等于(忽略阻尼情况下)。 平衡还是满足的!!!。 相关博文 ( Related Topics) [01] …

[动力学][振型分解][Mode Superposition] 振型向量与振型参与系数的乘积公式推导

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 复习基本知识,整理资料。振型分解法。 (1)振型向量是有量纲的。量纲为长度的倒数。 (2)振型向量关于质量矩阵正交。 (3)振型向量与振型参与系数的乘积为荷载指向向量。推到过程中利用到分块矩阵的一些计算。 相关博文(Related Topics) [01] [Structural Dynamics][Mode superposition] 振型参与质量系数(Participating Mass Ratio) [02] [动力学][振型分解][Mode Superposition] 振型向量与振型参与系数的乘积公式推导 [03] [结构设计][地震作用][规范] 振型分解反应谱法的一些概念总结 (Basic Concepts of Response Spectra Method) [04] [动力学][SAP2000] SAP2000中振型向量的标准化方法 …

[Tool][软件][动力学]NSDOF v2016: A Tool for Nonlinear Dynamic Analysis of SDOF System (NSDOF: 单自由度系统动力非线性分析工具)

SDOF是一个基于微软的windows窗口程序,用于单自由度结构的动力非线性分析。结构可是弹性也可以是弹塑性。动力荷载可以是施加在结构基座的地震加速度,也可以是施加在结构顶部的动力荷载。程序使用逐步积分法求解增量非线性运动方程。SDOF is a Microsoft Windows based application for the dynamic analysis of single degree of freedom structural systems. The structure may be modeled as elastic, elastic-plastic. The dynamic loading may be input as an earthquake accelerogram acting at the base of the structure, or as a dynamic force applied at the roof of the structure. The program uses a step-by-step method to solve the incrementally nonlinear equations of motion.

MDOF Modal Analysis [多自由度结构模态分析]

分享一个小程序,该程序是之前我在上结构动力学课的时候编制的。程序主要用于进行剪切形框架结构(即,糖葫芦串模型)的模态分析。可以使用该程序求解动力学课本后面的习题。阵型求解使用雅克比迭代法。This program is developed by me in the Structure Dynamics class. It is for modal analysis of shear building (i.e. , flexurally rigid floor beams and slabs ) with lumped mass at each floor.You can use the program to explore eigenvalue problems on you textbook and improve your understanding on free vibration. The program use Jcaobi method for the solution of eigenvalues.