结构动力方程的显式级数积分格式

将Newmark-β法中常平均加速度法的基本假定与精细指数算法结合,根据指数矩阵的Taylor级数展开式,提出了动力方程的显式级数解,并设计了相应的时程积分算法.该算法的精度可根据Taylor级数展开式的项数进行灵活控制.算例的结果表明:在满足稳定性条件的前提下,随着时间步长的增加,其精度优于传统的时程积分法.通过稳定性的分析,指出其稳定性条件是显然满足的.     

Newmark-精细积分方法的选择及稳定性

针对Newmark-精细直接积分法,对其非齐次项的积分方法进行了讨论,并分析了该逐步积分方法的稳定性。通过理论推导和数值验证,此方法的非齐次项采用高斯积分公式,其计算误差均比采用柯特斯积分公式和辛浦生积分公式的误差小,且其计算工作量比原方法的少,因此Newmark-精细直接积分法得到了改进。通过稳定性的分析得知,改进的Newmark-精细直接积分法虽是条件稳定的,但是其稳定性条件极易满足。综合分析,此方法可推广应用于实际结构的动力反应分析中。     

Newmark精细积分格式及其在地震反应分析中的应用

在Newmark精细直接积分法的基础上,应用高斯积分与精细指数运算,提出该方法的两种逐步积分格式。文中对两种积分格式的稳定性和精度进行了分析。经过分析比较,第1种逐步积分格式计算精度较高,其稳定性明显地满足算法稳定性分析的条件;而第2种积分格式计算精度相对较差,且是不稳定的。因此本文将第1种积分格式应用于结构的地震反应分析中。算例表明,该逐步积分格式对地震作用有很好的适应性。     

动力反应分析的显式积分方法及其稳定性

Newm ark-更新精细积分法是动力方程求解的隐式的时域逐步积分法,其稳定性条件非常容易满足。与隐式方法相比较,显式积分方法不需要求解耦联的方程组,可以有效地减少内存占用和机时耗费。因此,根据显式积分方法的特点和优点,基于Newm ark-更新精细积分法的基本思想,提出其显式积分格式。对显式积分方法的精度与稳定性进行了初步的分析,指出该显式积分方法具有极好的稳定性,其精度比隐式积分方法的精度稍低。随着时间步长的增加,其精度优于传统的方法。