一种时域动力分析中宽频一致阻尼力的计算方法

1.一种时域动力分析中宽频一致阻尼力的计算方法，其特征在于，包括步骤：S1、构建水电厂房的有限元模型，对模型赋予材料属性，之后采用有限元方法得到水电厂房的初始刚度矩阵；S2、将有限元模型理想化为主弹簧、多个由黏壶和弹簧组成的组合元件并联而成的理想化模型；S3、根据初始刚度矩阵、组合元件的动刚度模型及时域动力分析中的阻尼比，采用最小二乘法计算每个组合元件的刚度系数；S4、在组合元件的主频均匀分布在宽频范围时，根据组合元件的主频和目标阻尼比，计算组合元件的粘滞系数；S5、根据刚度系数和粘滞系数，采用时域阻尼力模型计算水电厂房在宽频范围内的一致阻尼力；步骤S3进一步包括：S31、确定与弹簧的刚度系数相关的动刚度模型：其中， 为水电厂房单元的动刚度；N为组合元件的数量； 为第j个组合单元的刚度系数； 为第j个组合元件的松弛时间； 为主频；K为初始刚度矩阵；i为虚数单位 ；S32、在宽频范围，根据选取的频率，确定计算基于阻尼比的矩阵 和矢量 中每个元素的关系式：其中， 为矩阵 中的第m行第n列的元素，1≦m≦N，1≦n≦N； 和 为宽频范围的下限和上限； 和 为宽频范围内随机选取的频率； 为阻尼比函数； 为矢量 中的第n个元素； 为目标阻尼比； 为函数虚部； 为函数实部；S33、根据式（1）~式（4），采用最小二乘法对刚度系数与矩阵 和矢量 的关系式进行求解，得到每个组合元件的刚度系数，关系式为：其中， 为所有组合元件的刚度系数构成的矩阵。 2.根据权利要求1所述的时域动力分析中宽频一致阻尼力的计算方法，其特征在于，松弛时间的计算表达式为： ， 其中， 和 分别为第j个组合单元的松弛时间和刚度系数； 为第j个组合元件的主频。 3.根据权利要求1所述的时域动力分析中宽频一致阻尼力的计算方法，其特征在于，计算组合元件的粘滞系数的表达式为： ， 其中， 为第j个组合元件的主频； 和 为宽频范围的下限和上限；N为组合元件的数量； 为目标阻尼比； 和 分别为第j个组合单元的刚度系数和粘滞系数；K为初始刚度矩阵。 4.根据权利要求1所述的时域动力分析中宽频一致阻尼力的计算方法，其特征在于，所述时域阻尼力模型的表达式为：其中，t为时间； 为t时刻的一致阻尼力；K为初始刚度矩阵；N为组合元件的数量； 为第j个组合元件的松弛时间； 为第j个组合单元的刚度系数； 为主频； 为第j个组合元件的主频； 为水电厂房t时刻的速度； 为水电厂房t时刻的位移。 5.根据权利要求1-4任一所述的时域动力分析中宽频一致阻尼力的计算方法，其特征在于，所述组合元件采用黏壶和弹簧串联形成，其数量为5~7个。