▶9.1.1 动力问题的体力表达式
结构在运动中,各点除位移u以外还有速度
以及加速度
。按照达朗贝尔原理,有加速度的质量应附加有惯性力荷载。如材料的密度为ρ,则结构内单位体积的惯性力为-ρ
,这对于结构来说,相当于又受到另一种体积分布的荷载,大小与点的加速度成正比,而与加速度方向相反。此外,在介质中运动的质点还会受到阻尼力。如阻尼系数为υ,阻尼力与速度成正比,则单位体积的阻尼力为-υ
。这对结构来说同样相当于有一种体积分布的荷载,大小与点的速度成正比,而与速度方向相反。
设fd为单元作用的动体力,于是,根据达朗贝尔原理则有

式中 f——单元体积上所受的体力;
u——单元位移函数;
ρ——材料密度;
υ——阻尼系数;
-
——惯性力;
-
——阻尼力。
在有限元分析中,仍然采用与静力分析相似方法,在单元分析时,将体力等效到单元结点上,成为单元等效结点荷载;然后在整体分析时将其集成到整体荷载列阵中。