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结构设计杂谈-第6部分

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胤纸夥绞剑阂恢质撬狡涤蚍纸猓恢质撬绞庇蚍纸狻G耙恢趾屯ǔ5腇ourier分析有密切的关系,后者通常称为时程分析。即使对于结构本身的分解,也不止一种方法,例如Wilson曾提出了荷载相关的RITZ向量并且已在SAP2000中实现。Bathe曾提出在通常的非线性分析中也考虑模态分解,因为非线性分析的每一个迭代步的计算,总是线性的。实际上,我们有能“直接”求解非线性方程的方法(所谓的直接积分法),但通常情况下,此方法的数值效率太低而在大多数的实际情况中不予考虑。
6)        大的分析的概念应该是同时包括分解和具体的值的运算。最基础的数学运算是加减乘除,即所谓的算术运算;在此基础上有幂运算,此所谓代数运算;再往上可推广为指数运算和对数运算,此所谓超越运算。再往上有所谓的微积分运算。复杂的运算是由相对简单的运算组合出来的,所谓的高级和低级的划分是相对的。结构分析所针对的数学形态主要是N维张量,一个基本的运算是求张量的特征值(不一定求全部,也可能求某个特定的区间的),另一个基本的运算是求形如KU=R的线性方程组的解。现实世界中,张量代表了一类广大的数学量的特点,而张量的此两种分析计算,是数值算法的核心与基础算法。其中,张量的特征值问题就是我们这里所说的模态分解问题。

7)        由前面的论述得出一个推测:通过非线性分析计算稳定时,是否能用屈曲分析的模态作为解耦的工具?这需要突破一个限制:通常认为动力分析中需要解耦方程,但既然静力分析是动力分析的一个特例,其当然也可以这么做。至于静力分析这么做的算法代价问题,那是另外一个问题。现在看来,如果利用解耦后的广义自由度能影响单刚形成以及集成总刚的计算量的话,则有可能产生颠覆性的效果。
8)        有限元分析本身是我们所讨论的的分析=分解+终合思想的绝妙体现。
9)        结合有限元的模态而而言,总可以将模态分为两种:一种是所谓的刚体位移模态,一种是所谓的弹性体变形模态。单刚以及后来的总刚和刚体位移模态无关,如果在单刚形成时就将其扣掉,能减少很多计算工作量。而单元的刚体位移模态是更基础的部分。理论上来说,FEA分析程序应该能够进行多体动力学的分析(只要不考虑弹性位移模态即可)。这应该能简化计算。本质上,我们应该能实现的FEA软件和多体动力学软件的综合体。现实的情况却不是这样的。
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