基于Bathe隐式算法的结构动力学显式算法

摘要

提出了一种新的计算时具有结构动力特性相关性的无条件稳定的结构动力学时间积分算法.该算法不仅位移与速度均具有显式表达的特点,而且具有了Bathe复合时间积分方案的优点.该新算法的数值特征与Bathe隐式复合积分算法的数值特性相同,但新算法不需要任何时间步长内的子步细分,相对于新提出的算法而言,时间步长内的子步细分成了Bathe隐式复合积分算法的缺点.为了进一步了解所提出的新方法的谱特性,对新算法的稳定性和精度进行了全面的分析,包括数值耗散和色散.此外,当采用提出的算法计算多自由度系统时,给出了两个积分参数的推导过程和表达式.通过计算线性和非线性问题并与采用现有算法的结果比较,验证了新算法的正确性和有效性.