结构动力学：自由振动与强迫振动分析

本资源是一份关于"结构动力学"的课程课件，主要涵盖单自由度体系和多自由度体系的动力学分析，包括自由振动和强迫振动。内容深入浅出地讲解了以下几个关键知识点： 1. 单元概述： - 结构动力学是研究结构在动力荷载（如地震、风等）作用下动力响应的学科。 - 动力计算的特点包括考虑荷载的时间依赖性和结构的自振特性（如频率、阻尼和振型）。 2. 自由振动分析： - 13.2节介绍了单自由度体系的自由振动，探讨了其基本理论和计算方法。 - 第一、第二主振型的正交性是重要的概念，如Y2(1)=1.618，Y1(1)=1等，反映了系统的振动模式。 3. 强迫振动与计算频率： - 13.5和13.6章节涉及两个和一般多自由度体系在简谐荷载下的强迫振动，以及计算频率的近似法。 - 动力荷载按性质分为周期荷载（如简谐荷载）、冲击荷载和随机荷载，如爆炸荷载。 4. 动力与静力计算区别： - 动力计算考虑加速度不可忽略，重点关注结构的动态响应，而静力计算则不考虑荷载随时间的变化。 5. 计算方法： - 牛顿运动定律和惯性力是动力学分析的基础。 - 动静法（达朗伯原理）用于解决动力问题，它考虑了惯性力的影响，并通过建立微分方程来求解系统的动态行为。 6. 实验与教学应用： - 提供了地震现场录像、振动台实验记录，如Tacoma大桥风毁和南浦大桥风洞实验，用于教学和理解实际中的动力反应。 通过这份课件，学生可以系统地学习结构动力学的基本原理、方法和应用，掌握如何处理不同类型的荷载对结构的影响，以及如何进行动力特性和响应分析。这份材料对于土木工程与力学学院的学生来说，具有很强的实用性和理论指导价值。