结构动力学：振动规律与自由/强迫振动详解

本资源主要聚焦于"结构动力学"这一主题，详细探讨了该领域内的关键知识点。结构动力学是研究结构在动力荷载（如地震、风等）作用下动力反应的学科，它包括单自由度体系和多自由度体系的自由振动分析，以及强迫振动下的动力响应。课程内容涵盖了以下几个核心部分： 1. 单自由度体系的自由振动和强迫振动，涉及到自振周期和自振频率的概念，通过实例如 Tacoma大桥风毁录像和风荷载实验来说明。 2. 一般多自由度体系的动力振动分析，包括简谐荷载下的强迫振动、任意荷载下的振动、以及计算频率的近似方法。 3. 动力计算的特点被详细阐述，强调了荷载随时间变化的特性，区分了动力荷载与静力荷载，并举例说明了周期荷载、冲击荷载和随机荷载的不同分类。 4. 动力计算的内容包括结构自身的动力特性（如自振频率、阻尼和振型），以及如何处理荷载的变化规律和动力反应，包括自由振动和受迫振动的情况。 5. 牛顿运动定律和惯性力在动力计算中的应用，涉及动静法（达朗伯原理），这是一个考虑惯性力的重要概念，通过建立微分方程来解决动力问题。 6. 教学演示中的实际应用，如小型振动台实验，展示了铝质和有机玻璃模型的自由振动记录，直观地演示了理论与实践的结合。 7. 动力计算与静力计算的区别在于对加速度的考虑，动力计算通常不忽略加速度的影响，而静力计算则可以简化处理。 通过这些内容，本资源提供了深入理解结构动力学基本理论和实际应用的方法，适合土木工程与力学学院的教学和研究工作。