基于多步恢复力反馈的实时混合试验Runge-Kutta算法

论文摘要

为提高显式数值积分在慢速及实时混合试验中的精度,采用经典Runge-Kutta（RK）算法求解结构运动方程。针对单自由度线性体系,采用放大矩阵谱半径的方法分析RK算法的稳定性和精度。提出单步恢复力反馈法（SRK）和多步恢复力反馈法（MRK）两种RK算法在实时混合试验中的实现方法,并分别对单自由度线性结构和多自由非线性结构开展混合试验数值仿真。结果表明,与传统中心差分法和实时中心差分法相比,RK算法具有更高的稳定性界限和精度。随着阻尼比的增大,RK算法稳定界限呈波动变化趋势,整体稳定界限保持在2.63.0;当Ω为00.75时,算法数值阻尼比和周期失真率接近于零。随着试验子结构刚度增加,单步恢复力反馈法计算精度急剧降低,多步恢复力反馈法继承了经典RK算法优良的数值性能,具有较高的计算精度。

论文目录

• 0 引言
• 1 基于RK算法的运动方程积分方法
• 2 RK算法的稳定性与精度
•   2.1 稳定性
•   2.2 精度
•     2.2.1 结构反应精确解
•     2.2.2 数值阻尼比
•     2.2.3 周期失真率
• 3 稳定性与精度的验证算例
•   3.1 稳定性
•   3.2 精度
• 4 单步恢复力反馈法及验证算例
•   4.1 单步恢复力反馈法
•   4.2 算例
• 5 多步恢复力反馈法及验证算例
•   5.1 多步恢复力反馈法
•   5.2 算例
•     5.2.1 单自由度位移相关型线性体系
•     5.2.2 单自由度速度相关型线性体系
•     5.2.3 多自由度非线性体系
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孟丽岩,王涛,韩木逸,曾聪

关键词: 混合试验,算法,稳定性,精度,多步恢复力反馈

来源: 黑龙江科技大学学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 数学,建筑科学与工程

单位: 黑龙江科技大学建筑工程学院,中国地震局工程力学研究所,哈尔滨工业大学建筑设计研究院,东北电力大学建筑工程学院

基金: 黑龙江省省属高等学校基本科研业务费科研项目(2017),黑龙江省青年科学基金项目(QC2013C055)

分类号: O241;TU317

页码: 230-238

总页数: 9

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