理论教育 杆系结构特征计算结果

杆系结构特征计算结果

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:式是刚度矩阵相对于质量矩阵的广义特征值问题,其中和Ti为特征对。再将某一回代,可进行对应Ti的求解。在前述方程中解出的n列Ti,即可确定此时用于坐标变换的T矩阵:2)矩阵求解方式程序计算时采用矩阵算法进行。而特征向量A需要再做以下变换:若质量矩阵皆为按集中质量矩阵形式集成时,因为质量矩阵为对角方阵,Cholesky分解可容易得到:

杆系结构特征计算结果

式(6.19)是刚度矩阵相对于质量矩阵的广义特征值问题,其中和Ti为特征对。

1)代数方程求解方式

由于任一特征向量皆应非零,齐次线性方程式(式6.19),有非零解的前提是系数行列式为0,即:

式(6.20)为关于ω2的一元n次方程(n为动力自由度数目),称为频率方程,在质量矩阵和刚度矩阵已知时,可据此方程解出n个ω2的数值。

再将某一回代,可进行对应Ti的求解。注意:回代后,线性方程(式6.20)的系数行列式为零,故无法求解(n个方程中只有n-1个方程线性无关)。但Ti仅为坐标变换需要的空间正交基向量,因此,求解时常设此向量第一个分量值为1,即可据此方程解出向量Ti

从求解过程可知,cTi必然也是满足方程的解(c为任意非零实数)。在前述方程中解出的n列Ti,即可确定此时用于坐标变换的T矩阵:

2)矩阵求解方式

程序计算时采用矩阵算法进行。对于自由振动分析的广义特征值问题,方程改写为:

动力凝聚后的质量矩阵正定,故可用M-1乘上式两边,有:(www.daowen.com)

即将广义特征值问题转化为标准特征值问题。但M-1K并不一定对称,考虑到式(a)中质量矩阵M为实对称正定,总唯一存在一个可逆的下三角阵L[按式(1.1)进行Cholesky分解],即有下式成立:

将式(b)代入式(a),有:

式(c)左右前乘L-1,有:

令LTT=A,并展开转置内容,可得:

再令

即对实对称的刚度矩阵K执行特定变换,保证变换后矩阵P的对称性,式(e)可表达为:

至此,广义特征值问题转化为实对称矩阵的标准特征值问题,可直接使用雅可比法解出矩阵P的特征值ω2。而特征向量A需要再做以下变换:

若质量矩阵皆为按集中质量矩阵形式集成时,因为质量矩阵为对角方阵,Cholesky分解可容易得到(即平方根法):

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈