自動(dòng)元胞機(jī)理論在交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)動(dòng)力仿真試驗(yàn)中的應(yīng)用研究.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)交錯(cuò)桁架體系是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效的新型鋼結(jié)構(gòu)體系。目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)這種體系進(jìn)行了一系列的理論分析,在國(guó)外也有了不少工程實(shí)踐。本文的工作是分析該結(jié)構(gòu)體系在動(dòng)力荷載作用下的破壞特征,并用自動(dòng)元胞機(jī)理論對(duì)其進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。
　　 傳統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)求解過(guò)程中,其核心步驟是數(shù)學(xué)模型(即微分方程)的建立以及求解該微分方程從而得到結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。但工程實(shí)際問(wèn)題往往很復(fù)雜,得到其解析解非常困難,因此在實(shí)際計(jì)算中,往往要借助于數(shù)值計(jì)算方法以

2、獲得近似解。受存儲(chǔ)容量和無(wú)法并行計(jì)算等問(wèn)題的制約,現(xiàn)有的數(shù)值計(jì)算方法,如有限元法、差分法等在大型結(jié)構(gòu)動(dòng)力問(wèn)題的求解過(guò)程中也遇到障礙。本文在分析結(jié)構(gòu)動(dòng)力問(wèn)題本質(zhì)的基礎(chǔ)上,將一種新的理論,即自動(dòng)元胞機(jī)理論引入桁架結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析中,它將結(jié)構(gòu)的整體分析變成局域分析,通過(guò)力的局域間的不平衡傳遞達(dá)到最終的整體平衡。它對(duì)計(jì)算機(jī)容量要求極低,適用于未來(lái)并行機(jī)的要求,是一種極富發(fā)展?jié)摿Φ慕鉀Q結(jié)構(gòu)動(dòng)力問(wèn)題的方法。
　　 本文在研究桁架結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的

3、基礎(chǔ)上,建立了桁架結(jié)構(gòu)自動(dòng)元胞機(jī)模型。該模型中,通過(guò)增加附加節(jié)點(diǎn)并隨機(jī)擾動(dòng)的方法來(lái)模擬桿件的初始幾何缺陷；引入節(jié)點(diǎn)幻化的概念,用多根模型桿件來(lái)代替實(shí)際桿件,從而有效的表現(xiàn)了桿件在動(dòng)力荷載作用下的損傷。
　　 本文深入研究了桁架結(jié)構(gòu)自動(dòng)元胞機(jī)模型中的參數(shù)對(duì)仿真結(jié)果的影響,如:附加節(jié)點(diǎn)擾動(dòng)值對(duì)結(jié)構(gòu)彈性模量和承載力的影響；模型桿件彈性模量和實(shí)際桿件彈性模量關(guān)系分析；材料阻尼系數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的影響等。分析表明,通過(guò)變化模型中的參數(shù),可