clc;clear
%Newmark-beta法,振型分解法,振型叠加法
l=25;
E=2.89e9;
I=2.9;
m=2303;
k=1595;
V=100/3.6;
M=[1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,5750];
M=diag(M);
w=[];
for j=1:20%20阶
% w(j)=j^2*pi*pi*sqrt((E*I)/(m*l^4));
w(j)=(j*pi/l)^2*sqrt(E*I/m);
end
pk=2*k/(m*l);
pf=2*5750*9.81/(m*l);
nt=900;%计算步数
dt=0.001;%计算时间步长
gama=0.5;
beta=0.25;
a0=1/beta/dt/dt;
a1=gama/beta/dt;
a2=1/beta/dt;
a3=1/2/beta -1;
a4=gama/beta-1;
a5=dt/2*(gama/beta-2);
a6=dt*(1-gama);
a7=dt*gama;
q=zeros(21,2);
v=zeros(21,2);
a=zeros(21,2);
tt=zeros(1,nt+1);
% q=[];
% v=[];
% a=[];
k1=[];
k2=zeros(20,20);
k3=[];
k4=[];
k5=[];
for i=2:(nt+1)
tt(1,1)=1*dt;
tt(1,i)=i*dt;
t=(i-1)*dt;
for i1=1:20
fai(i1)=sin((i1*pi*V*t)/l);
end
for b=1:20
for c=1:20
k1(b,c)=pk*fai(b)*fai(c);
end
end
for b=1:20
k2(b,b)=w(b)*w(b);
k4(b)=-k*fai(b);%车辆矩阵最后一行
k5(b,1)=-pk*fai(b);%桥梁矩阵最后一列
end
k3=k1+k2;
k7=[k3 k5];
k6=[k4 k];
% for b=1:21
% k7(21,b)=k6(b);
% end
K=[k7;k6];
f=[];
for b=1:20
f(b)=pf.*fai(b);
end
f=[f 0]';
Ke=K+a0.*M;
Fe=f+M*(a0.*q(:,i-1)+a2.*v(:,i-1)+a3.*a(:,i-1));
q(:,i)=inv(Ke)*Fe;
a(:,i)=a0.*(q(:,i)-q(:,i-1))-a2.*v(:,i-1)-a3.*a(:,i-1);
v(:,i)=v(:,i-1)+a6.*a(:,i-1)+a7.*a(:,i);
end
u=zeros(1,nt+1);
vb=zeros(1,nt+1);
ab=zeros(1,nt+1);
for b=1:20%振型叠加
u=q(b,:)*sin(b*pi/2)+u;
vb=v(b,:)*sin(b*pi/2)+vb;
ab=a(b,:)*sin(b*pi/2)+ab;%公式中x取L/2
end
% u=zeros(20,nt+1);
% vb=zeros(20,nt+1);
% ab=zeros(20,nt+1);
% for b=1:20%振型叠加
% u(b,:)=q(b,:)*sin(b*pi/2);
% vb(b,:)=v(b,:)*sin(b*pi/2);
% ab(b,:)=a(b,:)*sin(b*pi/2);%之前乘fai(b),公式中x取L/2
% end
% u=sum(u);
% vb=sum(vb);
% ab=sum(ab);
qv=q(21,:);
vv=v(21,:);
av=a(21,:);
figure;
plot(tt(1,:),u)
ylabel('位移/[m]');
grid on;
xlabel('时间/[s]');
title('桥梁跨中位移响应时程');
figure;
plot(tt(1,:),ab)
ylabel('加速度/[m/s^2]');
grid on;
xlabel('时间/[s]');
title('桥梁跨中加速度响应时程');
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2021-09-10
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