matlab 单自由度 杜哈梅积分

matlab 单自由度 杜哈梅积分

结构动力学单自由度体系matlab

在t∈[0,π/w]范围内的位移时程图在Duhamel积分、分段线性插值法、中心差分法下的比较。对表达式中的结构属性自己取值,取值结果如程序中所示。Matlab程序如下:

clear;clf;clc;

syms t;

m=1;wn=10;k=100;w=5;p0=100;tm=pi/250;u0=0;u0m=0;

u1=p0*(-sin(w*t)*wn+sin(wn*t)*w)/m/wn/(w^2-wn^2);

uf=subs(u1,t,0:pi/250:pi/w);

t=0:pi/250:pi/w;

grid on;hold on;

plot(t,uf,'r-.d','MarkerSize',10)

A=(sin(wn*tm)-wn*tm*cos(wn*tm))/k/wn/tm;

B=(wn*tm-sin(wn*tm))/k/wn/tm;

C=cos(wn*tm);

D=sin(wn*tm)/wn;

Am=(wn*tm*sin(wn*tm)+cos(wn*tm)-1)/k/tm;

Bm=(1-cos(wn*tm))/k/tm;

Cm=-1*wn*sin(wn*tm);

Dm=cos(wn*tm);

i=0:1:50;

u=[];um=[];p=[];p(i+1)=p0*sin(w*t);

z=1:1:50;a=1;

for v=z

um(1)=0;

u(1)=0;

um(a+1)=Am*p(v)+Bm*p(v+1)+Cm*u(v)+Dm*um(v);

u(a+1)=A*p(v)+B*p(v+1)+C*u(v)+D*um(v);

a=a+1;

end

plot(t,u,'k--x','MarkerSize',15)

u0mm=(p0-k*u0)/m;

u_1=u0-tm*u0m+tm^2*u0mm/2;

k_=m/tm^2;

a=m/tm^2;

b=k-2*m/tm^2;

p_=[];u3f1=[];

z=1:1:50;

a_=1;

for v=z

u3f1(1)=u_1;

u3f1(2)=u0;

p_(a_)=p(v)-a*u3f1(v)-b*u3f1(v+1);

u3f1(a_+2)=p_(v)/k_;

a_=a_+1;

end

l=2:1:52;

u3f=[u3f1(l)];

plot(t,u3f,'g-v','MarkerSize',8)

legend('àí???μ','·?????D?2??μ·¨','?D·?2??μ·¨','location','northeast')

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基于 MATLAB 实现对结构动力响应的几种算法的验证

基于 MATLAB 实现对结构动力响应的几种算法的验证 1. 算例 首先,本文给出一算例, 结构在外力谐振荷载 P (t ) = P 0 sin θt 作用下,分别利用理论解法,杜哈梅积分, Wilson-θ 法求出该结构的位移时程反应。其中: m = 3.5×103 kg , P 0 = 1.0×104 N , k =1.3584515×107 ,ξ=0.05 ,θ=52.3s ?1 ,ω=62.3s ?1 , ? D ω= ω 1-ξ2 =62.222 ,初始位移、速度v (0) = 0 ,v (0) = 0 ; 2. 算法验证 2.1 理论解法 运动方程为: mv+cv+kv=0P sin t ?由线性代数解出其理论解为: ]cos 2)sin -[(] 4)-[(t] sin ) -(2cos [2] 4)-[(t] sin ) 0()0(cos )0([2 2222222022222 2 2 2 22 t t m P t m P e v v t v e v D D D t D D D t θξωθθθωθωξθωωωθωωξωξωθωξθωθωωξωωξωξω-++-+ ?++++=-- 由于初始位移v(0) =0 ,v(0) =0 ;则: ]cos 2)sin -[(] 4)-[(t] sin ) -(2cos [2] 4)-[(222 222220 22222222220 t t m P t m P e v D D D t θξωθθθωθωξθωωωθωωξωξωθωξθωθξω-++ -+ ?+=- v(t ) =-3.115t e ? 1.05269898×410-?[6.230cos62.222t ?18.106sin 62.222t] +2.012808757 6 10-??[1146sin 52.3t ?325.829cos52.3t] 可以用 MA TLAB 进行编程分析,画图位移时程图,详细程序见附录。 2.2Wilson-θ法 Wilson-θ法是Wilson 于1966年基于线性加速度法的基础上提出一种无条件收敛的计算方法。该方法假定在θt ?时程步长内,体系的加速度反应按线性变化。对于地震持续时间内

2016年专项练习题集-定积分的计算

2016年专项练习题集-定积分的计算 一、选择题 1.dx x )5(1 22-?=( ) A.233 B. 31 C.3 4 D .83 【分值】5分 【答案】D 【易错点】求被积函数的原函数是求解关键。 【考查方向】求定积分 【解题思路】求出被积函数的原函数,应用微积分基本定理求解。 【解析】dx x )5(122-?=123153x x -=83 . 2.直线9y x =与曲线3 y x =在第一象限内围成的封闭图形的面积为( ) A 、 B 、 C 、2 D 、4 【分值】5分 【答案】D 【易错点】求曲线围成的图形的面积,可转化为函数在某个区间内的定积分来解决,被积函

数一般表示为曲边梯形上边界的函数减去下边界的函数. 【考查方向】定积分求曲线围成的图形的面积 【解题思路】先求出直线与曲线在第一象限的交点,再利用牛顿-莱布尼茨公式求出封闭图形的面积. 【解析】由? ??==39x y x y ,得交点为()()()27,3,27,3,0,0--, 所以()4 81034129942303 =??? ??-=-=?x x dx x x S ,故选D. 3.2 2-?2412x x -+dx =( ) A.π 4 B.π 2 C.π D.π3 【分值】5分 【答案】A 【易错点】利用定积分的几何意义,一般根据面积求定积分,这样可以避免求原函数,注意理解所涉及的几何曲线类型. 【考查方向】求定积分 【解题思路】利用定积分的几何意义,转化为圆的面积问题。 【解析】设y =2412x x -+,即(x -2)2+y 2=16(y ≥0).∵2 2-?2412x x -+dx 表示以4为半径的圆的四分之一面积.∴2 2-?2412x x -+dx =π4. 4.F4遥控赛车组织年度嘉年华活动,为了测试一款新赛车的性能,将新款赛车A 设定v =3t 2+1(m/s)的速度在一直线赛道上行驶,老款赛车B 设定在A 的正前方5 m 处,同时以v

定积分典型例题11198

定积分典型例题 例1 求21lim n n →∞L . 分析 将这类问题转化为定积分主要是确定被积函数和积分上下限.若对题目中被积函数难以想到,可采取如下方法:先对区间[0,1]n 等分写出积分和,再与所求极限相比较来找出被积函数与积分上下限. 解 将区间[0,1]n 等分,则每个小区间长为1 i x n ?=,然后把2111n n n =?的一个因子1n 乘 入和式中各项.于是将所求极限转化为求定积分.即 21lim n n →∞+L =1lim n n →∞+L =34 =?. 例2 ? =_________. 解法1 由定积分的几何意义知,0 ?等于上半圆周22(1)1x y -+= (0y ≥) 与x 轴所围成的图形的面积.故0 ?= 2 π . 例18 计算2 1 ||x dx -?. 分析 被积函数含有绝对值符号,应先去掉绝对值符号然后再积分. 解 2 1||x dx -?=0 2 10()x dx xdx --+??=220210[][]22x x --+=5 2 . 注 在使用牛顿-莱布尼兹公式时,应保证被积函数在积分区间上满足可积条件.如 3 322 2111 []6 dx x x --=-=?,则是错误的.错误的原因则是由于被积函数21x 在0x =处间断且在被积区间内无界. 例19 计算2 20 max{,}x x dx ?. 分析 被积函数在积分区间上实际是分段函数 212()01x x f x x x ?<≤=?≤≤? . 解 232 12 2 2 12010 1 1717max{,}[][]23236 x x x x dx xdx x dx =+=+=+=? ?? 例20 设()f x 是连续函数,且10 ()3()f x x f t dt =+?,则()________f x =. 分析 本题只需要注意到定积分()b a f x dx ?是常数(,a b 为常数). 解 因()f x 连续,()f x 必可积,从而10 ()f t dt ?是常数,记1 ()f t dt a =?,则 ()3f x x a =+,且11 (3)()x a dx f t dt a +==??.

结构动力学思考题解答by李云屹

结构动力学思考题 made by 李云屹 思考题一 1、结构动力学与静力学的主要区别是什么结构的运动方程有什么不同 主要区别为: (1)动力学考虑惯性力的影响,静力学不考虑惯性力的影响; (2)动力学中位移等量与时间有关,静力学中位移等量不随时间变化; (3)动力学的求解方法通常与荷载类型有关,静力学一般无关。 运动方程的不同: 动力学的运动方程包括位移项、速度项和加速度项;静力学的平衡方程只包括位移项。 2、什么是动力自由度什么是静力自由度区分动力自由度和静力自由度的意义是什么 动力自由度:确定结构体系质量位置的独立参数; 静力自由度:确定结构体系在空间中的几何位置的独立参数。 意义:通过适当的假设,当静力自由度数大于动力自由度数时,使用动力自由度可以减少未知量,简化计算,提高计算效率。 3、采用集中质量法、广义坐标法和有限元法都可以使无限自由度体系简化为有限自由度体系,它们所采用的手法有什么不同 4、在结构振动的过程中引起阻尼的原因有哪些 (1)材料的内摩擦或材料变形引起的热耗散; (2)构件连接处或结构构件与非结构构件之间的摩擦;

(3)结构外部介质的阻尼。 5、在建立结构运动方程时,如考虑重力的影响,动位移的运动方程有无改变 如果满足条件: (1)线性问题; (2)重力的影响预先被平衡; 则动位移的运动方程不会改变,否则会改变。 思考题二 1、刚度系数k ij 和质量系数m ij 的直接物理意义是什么如何直接用m ij 的物理概念建立梁单元的质量矩阵[M] k ij :由第j 自由度的单位位移所引起的第i 自由度的力; m ij :由第j 自由度的单位加速度所引起的第i 自由度的力。 依次令第j (j=1,2,3,4)自由度产生单位加速度,而其他的广义坐标处保持静止,使用平衡方程解出第i 自由度上的力,从而得到m ij ,集成得到质量矩阵[M]。 2、如何用刚度矩阵和质量矩阵,以矩阵的形式表示多自由度体系的势能和动能 {}[]{}1= 2T T u M u {}[]{}1=2T V u K u 3、建立多自由度体系运动方程的直接动力平衡法和拉格朗日方程法的优缺点是什么 (1)直接动力平衡法: 优点:概念直观,易于通过各个结构单元矩阵建立整体矩阵,便于计算机编程。 缺点:涉及矢量计算,通常计算较繁琐;涉及叠加原理,不易处理非线性问题。 (2)拉格朗日方程法: 优点:仅涉及标量计算;求解不限于线性问题,适用范围广。 缺点:不便计算机编程,不适用于大规模问题。

杜哈梅积分的matlab程序

clc clear %输入数据,开始可以改参数了。 aa=10;%输入时间长度 bb=0.01;%输入精度 %%%%% t=bb:bb:aa;t1=t;%不用改 %%%%% theta=1;%输入荷载频率 w=2;%输入自振频率 m=1;%输入质量 p0=4;%输入荷载幅值 %%%% p0=p0*ones(1,aa/bb);%不用改 %%%%% p=p0.*sin(theta*t).*(theta*t<=pi)+0.*(theta.*t>pi);%荷载函数%%%%%%%%修改参数完毕,接下来的就不用管了。 %y2=3/16*(1/(1-0.25))*(sin(theta*t1)-0.5*sin(w*t1)); for i=1:(aa/bb) for j=1:i canshu1(j)=p(j)/(m*w)*bb*sin(w*(t(i)-t1(j)));%杜哈梅积分中的被积函数 %canshu2(j)=p(j)*b*cos(w*t1(j));%速度的A %canshu3(j)=p(j)*b*sin(w*t1(j));%速度的B end %v(i)=cos(w*t(i))/m*sum(canshu2)+sin(w*t(i))/m*sum(canshu3);%%速度值 y(i)=sum(canshu1);%%位移值 end for i=1:aa/bb-1 v1(i)=(y(i+1)-y(i))/bb;%计算速度 end for i=1:(aa/bb-2) a(i)=(v1(i+1)-v1(i))/bb;%计算加速度 end hold on %%plot(t1,y2) plot(t,y,'linewidth',3)%画位移图 plot(t(1:aa/bb-1),v1,'-r','linewidth',1.8)%画速度图

定积分典型例题20例答案

定积分典型例题20例答案 例1 求33322 32 1lim (2)n n n n n →∞+++. 分析 将这类问题转化为定积分主要是确定被积函数和积分上下限.若对题目中被积函数难以想到,可采取如下方法:先对区间[0,1]n 等分写出积分和,再与所求极限相比较来找出被积函数与积分上下限. 解 将区间[0,1]n 等分,则每个小区间长为1i x n ?=,然后把2111n n n =?的一个因子1 n 乘 入和式中各项.于是将所求极限转化为求定积分.即 33322 32 1lim (2)n n n n n →∞+++=333 112 lim ()n n n n n n →∞++ +=1303 4 xdx =?. 例2 2 20 2x x dx -? =_________. 解法1 由定积分的几何意义知,2 20 2x x dx -?等于上半圆周22(1)1x y -+= (0y ≥) 与x 轴所围成的图形的面积.故220 2x x dx -? = 2 π . 解法2 本题也可直接用换元法求解.令1x -=sin t (2 2 t π π - ≤≤ ),则 2 2 2x x dx -? =2 2 2 1sin cos t tdt ππ- -? =2 2 21sin cos t tdt π -? =220 2cos tdt π ?= 2 π 例3 (1)若2 2 ()x t x f x e dt -=?,则()f x '=___;(2)若0 ()()x f x xf t dt =?,求()f x '=___. 分析 这是求变限函数导数的问题,利用下面的公式即可 () () ()[()]()[()]()v x u x d f t dt f v x v x f u x u x dx ''=-?. 解 (1)()f x '=42 2x x xe e ---; (2) 由于在被积函数中x 不是积分变量,故可提到积分号外即0()()x f x x f t dt =?,则 可得 ()f x '=0()()x f t dt xf x +?. 例4 设()f x 连续,且31 ()x f t dt x -=?,则(26)f =_________. 解 对等式310 ()x f t dt x -=? 两边关于x 求导得 32(1)31f x x -?=,

杜哈梅积分

杜哈梅积分 维基百科,自由的百科全书 问题背景 受随时间变化的外载p(t)和粘性阻尼作用下的线性单自由度(SDF)系统的运动方程是一个二阶常微分方程,可写为 其中m为等效振子的质量,x代表系统振幅,t代表时间,c是粘性阻尼系数,k是系统刚度。 若初始静止于平衡位置的系统在t=0时刻受到一个单位冲击载荷作用,即p(t)是一个狄 拉克δ函数δ(t),,可以解得系统响应(称为单位脉冲响应函数)为 其中称为系统的阻尼比,ωn是系统在无阻尼状态下振动的固有圆频率, 是系统在当前存在的阻尼c作用下的实际振动圆频率。推广到任意时刻τ时受到冲击载荷δ(t?6?1τ)作用的脉冲响应为 , [编辑]结论导出 将任意载荷p(t)视为一系列脉冲激励的迭加:

那么根据线性性质可知,系统的响应同样可以表示成对这一系列脉冲激励的响应函数的迭加: 在时,连续求和转化为积分,此时上面的等式是严格成立的 将h(t-τ)的表达式代入即得杜哈梅积分的一般形式: 参考文献 ?倪振华编著,《振动力学》,西安交通大学出版社,西安,1990 ?R. W. Clough, J. Penzien, Dynamics of Structures, Mc-Graw Hill Inc., New York, 1975.(中文版:R.W.克拉夫,J.彭津著,王光远等译,《结构动力学》,科学出版社,北京,1981) ?Anil K. Chopra, Dynamics of Structures - Theory and applications to Earthquake Engineering, Pearson Education Asia Limited and Tsinghua University Press, Beijing, 2001 ?Leonard Meirovitch, Elements of Vibration Analysis, Mc-Graw Hill Inc., Singapore, 1986

高中数学定积分计算习题

定积分的计算 班级 姓名 一、利用几何意义求下列定积分 (1)dx x ? 1 1 -2-1 (2)dx x ? 2 2-4 (3) dx x ? 2 2-2x (4) ()dx x x ? -2 4 二、定积分计算 (1)()dx ?1 7-2x (2)( ) d x ?+2 1 x 2x 32 (3)dx ?3 1 x 3 (4)dx x ?π π - sin (5)dx x ?e 1 ln (6)dx ? +1 x 112 (7)() dx x x ?+-10 2 32 (8)()dx 2 31 1-x ? (9)dx ?+1 1 -2x x 2)( (10)( ) d x x ?+21 2x 1x (11)() dx x x ?-+1 1 -352x (12)() dx e e x x ?+ln2 x -e (13)dx x ?+π π --cosx sin ) ( (14)dx ? e 1 x 2 (15)dx x ?2 1 -x sin -2e )( (16)dx ?++2 1-3x 1 x x 2 (17)dx ? 2 1x 13 (18)()dx 2 2 -1x ?+

三、定积分求面积、体积 1求由抛物线y 2=2x 与直线y =4-x 围成的平面图形的面积。 2.求曲线y =x ,y =2-x ,y =-1 3 x 所围成图形的面积. 3.求由曲线y =cos x (0≤x ≤2π)与直线y =1所围成的图形面积 4.如图求由两条曲线y =-x 2 ,y =-14 x 2 及直线y =-1所围成的图形的面积. 5、求函数f(x)=???? ? x +1 (-1≤x<0)cosx (0≤x ≤π 2)的图象与x 轴所围成的封闭图形的面积。 6.将由曲线y =x 2,y =x 3所 围成平面图形绕x 周旋转一周,求所得旋转体的体积。 7.将由三条直线x =0、x =2、y =0和曲线y =x 3所围成的图形绕x 周旋转一周,求所得旋转体的体积。 8.由曲线y =x 与直线x =1,x =4及x 轴所围成的封闭图形绕x 周旋转一周,求所得旋转体的体积

单自由度振动分析

结构动力学三级项目 班级:冶金五班 小组成员:邱林凯李海洋 张富张富增 指导老师:王健 2017年4月18日

目录 摘要 (2) 单自由度系统的振动 (3) 单自由度振动系统数学模型的建立 (3) 参数设定与求解 (5) 单自由度系统的强迫振动 (8) 本章小结 (17) 总结与心得 (17)

摘要 振动系统问题是个比较虚拟的问题,比较抽象的理论分析,对于问题的分析可以实体化建立数学模型,通过MATLAB可以转化成为图像。单自由度频率、阻尼、振型的分析,我们可以建立数学模型,最后通过利用MATLAB编程实现数据图形;多自由度主要研究矩阵的迭代求解,我们在分析抽象的理论的同时根据MATLAB编程实现数据的迭代最后可以得到所要的数据,使我们的计算更加简便。 关键词:振动系统;单自由度;MATLAB;多自由度 前言 振动系统是研究机械振动的运动学和动力学,研究单自由系统的振动有着实际意义,因为工程上有许多问题通过简化,用单自由度系统的振动理论就能得到满意的结果。模态是振动系统的一种固有振动特性,模态一般包含频率、振型、阻尼。 利用MATLAB编程并验证程序的正确性。通过程序的运行,能快速获得多自由度振动系统的固有频率以及主振型,为设计人员提供了防止系统共振的理论依据,也为初步分析各构件的振动情况以及解耦分析系统响应奠定了基础。 在结构动力学中,单自由度系统的振动是最简单的运动,但这部分又十分重要。因为从中可得到有关振动理论的一些基本的概念和解决问题的方法,同时它也适用于更为复杂的振动问题,是分析多自由度体系振动问题的基础。因此,搞清楚了单自由度系统的振动,将有助于我们提高分析和解决其他各种振动问题的能力。另外在实际工程中,确实有许多振动问题,可简化为单自由度问题,或近似地用单自由度理论去分析解决。

4-单自由度系统的受迫振动

1-2单自由度体系的受迫振动 主要问题1-2-1简谐激励作用的受迫振动响应1-2-2周期激励作用的受迫振动响应1-3-3任意激励作用的受迫振动响应 1-3-5 隔振 1-3-4 等效阻尼 激励 响应 系统

1-2-1简谐激励作用的受迫振动响应 单自由度系统振动方程 t F kx x c x m ωsin 0=++ 非自治系统 t f x x x n n ωω?ωsin 202=++

t k F t k F t x t x x n n n n ωλ ωλλωωωsin 11 sin 1sin cos 2 02000-+--+= 无阻尼系统 ???? ?====+0002 )0(,)0(,0sin x x x x t t f x x n ωω方程之解 无阻尼自由振动 无阻尼受迫振动 自由伴随振动 瞬态过程 稳态过程

实际系统中,阻尼的客观存在,随着时间的推移,瞬态响应逐渐衰减,系统进入稳态振动过程 系统的瞬态振动过程是复杂的运动形式?ε λ21+=?0 →εt t f x n n ωεωε cos sin 20 -≈t t f x n n ωωcos 2 1 0-≈“拍”

无阻尼系统的稳态响应 t k F x ωλ sin 112 0-=k F st 0 = δ静变形 2 11λβ-= 动力放大因子 1<<λ?1 >>λ?1 =λ?1 →β系统表现为静态特征0 →β系统表现为动态特征∞ →β系统出现“共振”现象

θ βi e k -=1θβ 阻尼系统的稳态响应 t f x x x n n ωω?ωsin 202 =++ t i n n e f x x x ωω?ω02 2=++ 设系统的稳态响应为 t i Be x ω=B 为复振幅 )(F H B ω=H (ω)称为复频响应函数 2 2 2) 2()1(1?λλ+-= 2 12arctan λ?λ -=动力放大因子响应与激励的相位差!系统的幅频特性 !系统的相频特性 ??????+---=2222 )2()1(211)(?λλ?λλωi k H

杜哈梅积分

%单自由度系统适用,初始条件任意,比happy提供的适应性强。对于多自由度系统,正%则化之后适用,加循环即可(有点修改,for t=0:dTaT end之间的不用改)。 clear n=1000; m=3; T=2; si=0.02; k=2700; w=30; dTao=T/n; wD=w*(1-si^2)^0.5; p2=[ones(1,333),zeros(1,668)]; % p2=[1000,zeros(1,1000)]; %%%%%%%%%%%%%%%杜哈美积分开始%%%%%%%%%%%%%%%% x0=0; v0=0; j=1; for t=0:dTaT sysN=0; sysP=0; %%%%%%%%%%%%位移\速度\加速度公用部分%%%%%%%%%%%%%% for i=0:t/dTao sysN=sysN+p2(i+1)*exp(si*i*dTao*w)*cos(wD*i*dTao)*dTao; sysP=sysP+p2(i+1)*exp(si*i*dTao*w)*sin(wD*i*dTao)*dTao; end %%%%%%%%%%%%位移\速度\加速度公用部分%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%求位移%%%%%%%%%%%%%%%%%%% sysA=exp(-si*w*t)*(x0*cos(wD*t)+(si*w*x0+v0)/wD*sin(wD*t)); sysB=exp(-si*w*t)/(m*wD)*(sin(wD*t)*sysN-cos(wD*t)*sysP); x(j)=sysA+sysB; %%%%%%%%%%%%%%%%%求位移%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%求速度%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%V=C+D+E+F%%%%%%%%%%%%%%%%%% sysC=exp(-si*w*t)*(-x0*wD*sin(wD*t)-(si*w)^2*x0*sin(wD*t)/wD); sysD=exp(-si*w*t)*(v0*cos(wD*t)-si*w*v0*sin(wD*t)/wD); %%%%%%%%%%%%%%%E=G+H%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% sysG=sin(wD*t)*sysN; sysH=-cos(wD*t)*sysP; sysE=(sysN+sysP)*-si*w*exp(-si*w*t)/(m*wD); %%%%%%%%%%%%%%%F=I+J+K+L%%%%%%%%%%%%%%%%%% sysI=wD*cos(wD*t)*sysN; sysJ=sin(wD*t)*p2(j)*exp(si*w*t)*cos(wD*t); sysK=wD*sin(wD*t)*sysP; sysL=-cos(wD*t)*p2(j)*exp(si*w*t)*sin(wD*t);

定积分计算例题

第5章 定积分及其应用 (一)、单项选择题 1.函数()x f 在区间[a ,b]上连续是()x f 在[a ,b]上可积的( )。 A .必要条件 B 充分条件 C 充分必要条件 D 既非充分也非必要条件 2.下列等式不正确的是( )。 A . ()()x f dx x f dx d b a =??????? B. ()()()[]()x b x b f dt x f dx d x b a '=???? ??? C. ()()x f dx x f dx d x a =??????? D. ()()x F dt t F dx d x a '=???? ??'? 3.? ?→x x x tdt tdt sin lim 的值等于( ). A.-1 B.0 C.1 D.2 4.设x x x f +=3 )(,则 ? -2 2 )(dx x f 的值等于( )。 A .0 B.8 C. ? 2 )(dx x f D. ?2 )(2dx x f 5.设广义积分 ? +∞ 1 dx x α收敛,则必定有( )。 A.1-<α B. 1->α C. 1<α D. 1>α 6.求由1,2,===y x e y x 围成的曲边梯形的面积时,若选择x为积分变量,则积分区间为( )。 A.[0,2e ] B.[0,2] C.[1,2] D.[0,1] 7.由曲线2,0,===y x e y x 所围成的曲边梯形的面积为( )。 A.dy y ? 2 1 ln B. dy e e x ? 2 C.dy y ? 2 ln 1ln D. ()d x e x ?-2 1 2 8.由直线1,+-==x y x y ,及x轴围成平面图形的面积为( )。 A. ()[]dy y y ?--1 1 B. ()[]dx x x ? -+-21 1 C. ()[]dy y y ? --210 1 D.()[]dx x x ? +--1 1 9.由e x x y x y e ===,log ,ln 1围成曲边梯形,用微法求解时,若选x为积分变量,面积微元为 ( )。 A.dx x x e ???? ? ? +1 log ln B.dy x x e ???? ? ?+1log ln C.dx x x e ???? ? ?-1log ln D.dy x x e ??? ? ? ?-1log ln 10.由0,1,1,2==-==y x x x y 围成平面图形的面积为( )。 A. ? -1 1 2dx x B. ? 1 2dx x C. ? 1 dy y D.? 1 2 dy y

结构动力学填空简答

一、填空题 1、消能减震技术包括:速度相关型消能减震装置,位移相关型消能减震装置,其他相关型消能减震装置 2、调频减震技术包括:有调谐质量阻尼器(TMD)和调谐液体阻尼器(TLD) 、调谐液柱式阻尼器(TLCD) 振动控制系统 3、地震动三要素:振幅、频谱、持时 4、结构的固有特性:频率、振型,阻尼 5、实验测量阻尼比的方法:对数衰减率法、共振放大法、半功率法 6、逐步积分法的四个标准:收敛性、计算精度、稳定性、计算效率 7、结构离散化方法:集中质量法、广义坐标法、有限元法 8、基本力学原理及运动方程的建立:D’Alembert原理、虚功原理、哈密顿原理、拉格朗日方程、牛顿定理 9、结构抗震试验方法:伪静力试验方法或低周反复加载、地震模拟振动台试验方法、伪动力试验方法或计算机联机试验 10、等效阻尼比用在:等效线性化分析过程中 11、常用的阻尼有:粘性阻尼、摩擦阻尼、滞变阻尼、流体阻尼 12、测量振动量的仪器:加速度计、位移计、速度计 13、单自由度体系对任意荷载的反应分析方法:时域分析法(杜哈梅积分计算)、频域分析法(傅里叶变换法计算)——适用于处理线弹性结构的动力反应问题 14、常用的时域逐步积分法有:分段解析法、中心差分法、平均常加速度法、线性加速度法、Newmark-β法、Wilson-θ法 15、常用的恢复力模型:当伯格-奥斯左德模型、克拉夫退化双线性模型、武田模型 16、振型的归一化方法:特定坐标的归一化方法、最大位移的归一化方法、正交归一法 17、恢复力曲线模型三个组成部分:骨架曲线、滞回特性、刚度退化规律 18、确定恢复力曲线的方法:试验拟合法、系统识别法、理论计算法 二、简答题 1.结构动力学的广义研究内容、目的是什么? 内容:结构动力学是研究结构体系的动力特性几起在动力荷载作用下的动力反应分析原理和方法的一门理论和技术学科 目的:是确定动力荷载作用下结构的内力和变形,并通过动力分析确定结构的动力特性,为改善工程结构体系在动力环境中的安全性和可靠性提供坚实的理论基础。 2.结构动力计算方法的分类,都有什么样的特点? 集中质量法:将结构的分布质量按一定规则集中到结构的某个或某些位置上,认为其他位置上没有质量。质量集中后结构杆件仍具有可变性性质; 广义坐标法:在数学中常采用级数展开法求解微分方程,在结构动力分析中也可采用相同的方法求解。这是广义坐标的理论基础。所假设的形状函数数目代表在这个理想化形式中所考虑的自由度个数。考虑了质点间分布质量的影响(形状函数),一般来说对于一个给定自由度数目的动力分析,用理想化形状函数比集中质量法更精确; 有限元法:有限元采用具有明确物理意义的参数作为广义坐标,且形函数是定义在分片区域上的。在有限元中形函数被称为插值函数。有限元综合了集中质量和广义坐标的特点

定积分练习题

题型 1.定积分与极限的计算 2.计算下列定积分 3.计算下列广义积分 内容 一.定积分的概念与性质 1.定积分的定义 2.定积分的性质 3.变上限函数及其导数 4.牛顿—莱布尼茨公式 5.换元积分公式与分部积分公式 6.广义积分 题型 题型I 利用定积分定义求极限 题型II比较定积分的大小 题型III利用积分估值定理解题 题型IV关于积分上限函数以及牛顿—莱布尼茨公式问题 题型V定积分的计算

题型VI 积分等式证明 题型VII 积分不等式证明 题型VIII 广义积分的计算 自测题五 1.根据极限计算定积分 2.根据定积分求导 3.求极限 4.求下列定积分 5.证明题 4月21日定积分练习题 基础题: 一.选择题、填空题 1.将和式的极限)0(.......321lim 1 >+++++∞→p n n P p p p p n 表示成定积分 ( ) A .dx x ?1 01 B .dx x p ?10 C .dx x p ?10)1( D .dx n x p ?10)( 2.将和式)21 .........2111(lim n n n n +++++∞→表示为定积分 . 3.下列等于1的积分是 ( ) A . dx x ? 1 B .dx x ?+1 )1( C .dx ? 1 1 D . dx ?1 021 4.dx x |4|1 02 ? -= ( ) A . 321 B .322 C .3 23 D . 3 25 5.曲线]2 3 ,0[,cos π∈=x x y 与坐标周围成的面积 ( )

A .4 B .2 C .2 5 D .3 6. dx e e x x ?-+1 )(= ( ) A .e e 1+ B .2e C .e 2 D .e e 1- 7.若10x m e dx =?,11e n dx x =?,则m 与n 的大小关系是( ) A .m n > B .m n < C .m n = D .无法确定 8. 按万有引力定律,两质点间的吸引力2 2 1r m m k F =,k 为常数,21,m m 为两质点的质量,r 为两点间距离,若两质点起始距离为a ,质点1m 沿直线移动至离2m 的距离为b 处,试求所作之功(b >a ) . 9.由曲线2 1y x =-和x 轴围成图形的面积等于S .给出下列结果: ① 1 21 (1)x dx --? ;②121 (1)x dx --?;③120 2(1)x dx -?;④0 21 2(1)x dx --?. 则S 等于( ) A .①③ B .③④ C .②③ D .②④ 10.0 (sin cos sin )x y t t t dt =+? ,则y 的最大值是( ) A .1 B .2 C .7 2 - D .0 11. 若()f x 是一次函数,且1 ()5f x dx =? ,1 017 ()6xf x dx =?,那么21()f x dx x ?的值是 . 12.???????=≠?=0 ,0,)()(2 x c x x dt t tf x F x ,其中)(x f 在0=x 处连续,且0)0(=f 若)(x F 在 0=x 处连续,则=c ( ) 。 (A).0=c ; (B).1=c ; (C).c 不存在; (D).1-=c .

(完整版)高考定积分练习题

高考定积分应用常见题型大全 一.选择题(共21小题) 1.(2012?福建)如图所示,在边长为1的正方形OABC中任取一点P,则点P恰好取自阴影部分的概率为() A.B.C.D. 2.(2010?山东)由曲线y=x2,y=x3围成的封闭图形面积为() A.B.C.D. 3.设f(x)=,函数图象与x轴围成封闭区域的面积为() A.B.C.D. 4.定积分的值为() A.B.3+ln2 C.3﹣ln2 D.6+ln2 5.如图所示,曲线y=x2和曲线y=围成一个叶形图(阴影部分),其面积是() A.1B.C.D. 6.=() A.πB.2C.﹣πD.4 7.已知函数f(x)的定义域为[﹣2,4],且f(4)=f(﹣2)=1,f′(x)为f(x)的导函数,函数y=f′(x)的图象如图所示,则平面区域f(2a+b)<1(a≥0,b≥0)所围成的面积是()

A.2B.4C.5D.8 8.∫01e x dx与∫01e x dx相比有关系式() A. ∫01e x dx<∫01e x dx B. ∫01e x dx>∫01e x dx C. (∫01e x dx)2=∫01e x dx D. ∫01e x dx=∫01e x dx 9.若a=,b=,则a与b的关系是() A.a<b B.a>b C.a=b D.a+b=0 10.的值是() A.B.C.D.11.若f(x)=(e为自然对数的底数),则=() A. +e2﹣e B. +e C. ﹣e2+e D. ﹣+e2﹣e 12.已知f(x)=2﹣|x|,则() A.3B.4C.3.5 D.4.5 13.设f(x)=3﹣|x﹣1|,则∫﹣22f(x)dx=() A.7B.8C.7.5 D.6.5 14.积分=() A.B.C.πa2D.2πa2 15.已知函数的图象与x轴所围成图形的面积为()A.1/2 B.1C.2D.3/2

matlab求杜哈梅积分

3-9题在 t∈[0,π/w] 范围内的位移时程图在Duhamel积分、分段线性插值法、中心差分法下的比较。对表达式中的结构属性自己取值,取值结果如程序中所示。Matlab程序如下:clear;clf;clc; syms t; m=1;wn=10;k=100;w=5;p0=100;tm=pi/250;u0=0;u0m=0; u1=p0*(-sin(w*t)*wn+sin(wn*t)*w)/m/wn/(w^2-wn^2); uf=subs(u1,t,0:pi/250:pi/w); t=0:pi/250:pi/w; grid on;hold on; plot(t,uf,'r-.d','MarkerSize',10) A=(sin(wn*tm)-wn*tm*cos(wn*tm))/k/wn/tm; B=(wn*tm-sin(wn*tm))/k/wn/tm; C=cos(wn*tm); D=sin(wn*tm)/wn; Am=(wn*tm*sin(wn*tm)+cos(wn*tm)-1)/k/tm; Bm=(1-cos(wn*tm))/k/tm; Cm=-1*wn*sin(wn*tm); Dm=cos(wn*tm); i=0:1:50; u=[];um=[];p=[];p(i+1)=p0*sin(w*t); z=1:1:50;a=1; for v=z um(1)=0; u(1)=0; um(a+1)=Am*p(v)+Bm*p(v+1)+Cm*u(v)+Dm*um(v); u(a+1)=A*p(v)+B*p(v+1)+C*u(v)+D*um(v); a=a+1; end plot(t,u,'k--x','MarkerSize',15) u0mm=(p0-k*u0)/m; u_1=u0-tm*u0m+tm^2*u0mm/2; k_=m/tm^2; a=m/tm^2; b=k-2*m/tm^2; p_=[];u3f1=[]; z=1:1:50; a_=1; for v=z u3f1(1)=u_1; u3f1(2)=u0; p_(a_)=p(v)-a*u3f1(v)-b*u3f1(v+1); u3f1(a_+2)=p_(v)/k_; a_=a_+1; end l=2:1:52; u3f=[u3f1(l)]; plot(t,u3f,'g-v','MarkerSize',8) legend('àí???μ','·?????D?2??μ·¨','?D·?2??μ·¨','location','northeast' ) 所得结果:

定积分典型例题

定积分典型例题 例1 求332 1lim )n n n →∞+. 分析 将这类问题转化为定积分主要是确定被积函数和积分上下限.若对题目中被积函数难以想到,可采取如下方法:先对区间[0,1]n 等分写出积分和,再与所求极限相比较来找出被积函数与积分上下限. 解 将区间[0,1]n 等分,则每个小区间长为1 i x n ?=,然后把2111n n n =?的一个因子1n 乘 入和式中各项.于是将所求极限转化为求定积分.即 332 1lim )n n n →∞+=3 1lim )n n n n →∞+=34 =?. 例2 0 ? =_________. 解法1 由定积分的几何意义知,0 ?等于上半圆周22(1)1x y -+= (0y ≥) 与x 轴所围成的图形的面积.故0 ?= 2 π . 例18 计算2 1||x dx -?. 分析 被积函数含有绝对值符号,应先去掉绝对值符号然后再积分. 解 2 1||x dx -?=0 2 10 ()x dx xdx --+??=220210[][]22 x x --+=5 2. 注 在使用牛顿-莱布尼兹公式时,应保证被积函数在积分区间上满足可积条件.如 3322 2111 []6 dx x x --=-=?,则是错误的.错误的原因则是由于被积函数21x 在0x =处间断且在被积区间内无界. 例19 计算2 20 max{,}x x dx ?. 分析 被积函数在积分区间上实际是分段函数 212 ()01x x f x x x ?<≤=? ≤≤? . 解 232 12 2 2 12010 1 1717max{,}[][]23236 x x x x dx xdx x dx =+=+=+=??? 例20 设()f x 是连续函数,且10 ()3()f x x f t dt =+?,则()________f x =. 分析 本题只需要注意到定积分()b a f x dx ?是常数(,a b 为常数). 解 因()f x 连续,()f x 必可积,从而10 ()f t dt ?是常数,记1 ()f t dt a =?,则 ()3f x x a =+,且11 (3)()x a dx f t dt a +==??.

结构动力学大作业

结构动力学作业 姓名: 学号:

目录 1.力插值法 (1) 1.1分段常数插值法 (1) 1.2分段线性插值法 (4) 2.加速度插值法 (7) 2.1常加速度法 (7) 2.2线加速度法 (9) 附录 (12) 分段常数插值法源程序 (12) 分段线性插值法源程序 (12) 常加速度法源程序 (13) 线加速度法源程序 (13)

1.力插值法 力插值法对结构的外荷载进行插值,分为分段常数插值法和分段线性插值法,这两种方法均适用于线性结构的动力反应计算。 1.1分段常数插值法 图1-1为一个单自由度无阻尼系统,结构的刚度为k ,质量为m ,位移为y (t ),施加的外力为P (t )。图1-2为矩形脉冲荷载的示意图,图中t d 表示作用的时间,P 0表示脉冲荷载的大小。 图1-1 单自由度无阻尼系统示意图 图1-2 矩形脉冲荷载示 意图 对于一个满足静止初始条件的无阻尼单自由度体系来说,当施加一个t d 时间的矩形脉冲荷载,此时结构在t d 时间内的位移反应可以用杜哈梅积分得到: 0()sin ()2 (1cos )(1cos ) (0) t st st d P y t t d m t y t y t t T ωττω πω=-=-=-≤≤? (1-1) 如果结构本身有初始的位移和速度,那么叠加上结构自由振动的部分,结构的位移反应为: 002()cos sin (1cos ) (0)st d y t y t y t t y t t T πωωω =+ +-≤≤ ( 1 -2)

图1-3分段常数插值法微段示意图 对于施加于结构任意大小的力,将其划分为Δt 的微段,每一段的荷载都为一个常数(每段相当于一个矩形的脉冲荷载),如图1-3所示,则将每一段的位移和速度写成增量的形式为: 1cos t sin t (1cos t)i i i i y P y y k ωωωω +=?+ ?+-? (1-3) i+1/sin t cos t sin t i i i y P y y k ωωωωω =-?+?+ ? (1-4) 程序流程图如下

定积分计算例题

第5章定积分及其应用 (一)、单项选择题 1.函数在区间[a,b]上连续是在[a,b]上可积的()。 A.必要条件 B充分条件 C充分必要条件 D既非充分也非必要条件 2.下列等式不正确的是()。 A. B. C. D. 3.的值等于( ). A.-1 B.0 C.1 D.2 4.设,则的值等于()。 A.0 B.8 C. D. 5.设广义积分收敛,则必定有()。 A. B. C. D. 6.求由围成的曲边梯形的面积时,若选择x为积分变量,则积分区间为( )。 A.[0,] B.[0,2] C.[1,2] D.[0,1] 7.由曲线所围成的曲边梯形的面积为( )。 A. B. C. D. 8.由直线,及x轴围成平面图形的面积为( )。 A. B. C. D. 9.由围成曲边梯形,用微法求解时,若选x为积分变量,面积微元为( )。 A. B. C. D. 10.由围成平面图形的面积为( )。 A. B. C. D. 11.由围成的平面图形绕y轴旋转形成旋转的体积为( )。 A. B. C. D. 12.由围成的平面图形绕x轴旋转形成旋转的体积为( )。 A. B. C. D. 13.由围成的平面图形绕x轴旋转形成旋转的体积为( )。 A. B. C. D. 14.将边长为1米的正方形薄片垂直放于比彼一时为的液体中,使其上距液面距离为2米,则该正方形薄片所受液压力为 。 A. B. C. D. (二)、判断题

1.() 2.定积分的值只与被积函数有关,与积分变量无关。() 3.。() 4.所围城的图形面积为。() 5.。() 6.曲线在[0,2π]上与x轴围成平面图形的面积为() 7.用微元法求量Q时,Q的微元中,是微符号,无任何实际意义。() (三)、填空题 1.曲线,所围 成的图形的面积可用定积分表示为 。 2.已知,则 。 3. 。 4. 。 5.的值的范围 。 6.= 。 7.由及围成平面图形的面积,若选y为积分变量,利用定积分应表达为 。 8.由及轴围成的介于0与2π之间的平面图形的面积,利用定积分应表达为 。 9.由及围成平面图形的面积,若选x为积分变量,利用定积分应表达为 ;若选y为积分变量,利用定积分应表达 为 。 10.求由曲线与直线所围成平面图形的面积时,选 为积分变量,计算比较简单。 11.由及x轴围成的曲边梯形,绕x轴旋转形成旋转体的体积 为 。 12.有一立体,对应变量x的变化区间为[-10,10],过任意点x∈[-10,10]作垂直于x轴的平面截立体,其截面面积,于是该立体的体积V= 。 13.由及y轴围成的平面图形绕y轴旋转形成的旋转体的体积 为 。 14.由曲线,直线及x轴围成的平面图形的面积为 。 15.一物体做变速运动,速度米/秒,则物体运动开始后8秒内所经过的路程为 。 (四)、计算下列定积分 1. 2. 3. 4. 5. 6.

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