基于精确算法的单跨曲线梁结构模态分析

从常曲率单跨曲线梁的动力学离散模型出发,推导出剪、弯、扭耦合的曲线梁刚度矩阵。结合曲线梁集中质量矩阵和多自由度系统运动方程的特征方程进行算法编写,计算出各阶固有频率及振型。通过对比所得到的刚度矩阵与有限元刚度矩阵各自的集成方法,直观展示了曲线梁结构刚度矩阵的分布形式,并论述了两种刚度矩阵的特征。并将刚度矩阵参与模态分析的计算结果与有限元数值仿真结果进行了对比分析,结果表明:前者逼近真解速度快于后者,虽然在中低阶时所求解的各阶固有频率吻合较好,但有限单元法在高阶转动振型求解精度方面存在一定误差。所编写的计算程序可为实际工程中精确求解曲线梁结构模态提供参考。