python的拱桥振型简化计算

2024-02-25 12:20

本文主要是介绍python的拱桥振型简化计算,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

from sympy import *
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import math
#基本参数
g=9.8
l=60
f=2
Ac=8.15
Ic=3622000*(10e-8)
E=2.06*10e3
m=1435.2
#方程运算
H0=(m*g*(l)**2)/(8*f)
He=20502900
v1=1-(H0/He)
v2=1-H0/(4*He)
v3=1-H0/(9*He)
p=l**2/(8*f)
L=l*(1+(16/3)*(f/l)**2)
a21=8*E*Ac*l
a22=(m*((np.pi)**2)*(p)**2)*L
a2=(a21/a22)*10e4
c2=(2*(np.pi)/l)**2*sqrt((E*Ic*v2)/m)
c2=c2*1000#平衡系数
c1=((np.pi/l)**2)*sqrt((E*Ic*v1)/m)
c1=c1*1000#平衡系数
c3=((3*np.pi/l)**2)*sqrt((E*Ic*v1)/m)
c3=c3*1000
w=symbols('w')
G=solve([w**4-(c1**2+c3**2+(10/9)*a2)*w**2+(c1**2*c3**2+a2*(c1**2/9+c3**2))],[w])print(v1,v2,v3,a21,a22,a2)
print(c2,c1,c3)
print(G,c2)

以抛物线型拱为例,采用传统的数值计算方法过于繁琐(此题以李国豪版桥梁结构稳定与振动为例)

考虑拱桥的前几阶振型必须先考虑前几阶振型所对应的频率


(以三阶为例,一个为基频另外两个为对称频率)

对于此联立方程不只能求出振型比率

此外思考拱桥抛物线的矢高与拱桥长度的关系



采用最小2乘法拟合分析

根据上式代码计算出的结果


import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from scipy.optimize import leastsq
import math
plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei']#显示中文
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False
X=np.array([2,2.5,3,3.5,4,4.5,5,5.5,6,6.5,7,7.5,8,8.5,9,9.5,10])
Y1=np.array([24.52,24.61,24.68,24.73,24.76,24.788,24.81,24.827,24.842,24.855,24.865,24.875,24.883,24.89,24.896,24.902,24.907])
Y2=np.array([14.75,17.9,21.05,24.17,27.23,30.214,33.086,35.81,38.352,40.662,42.7,44.44,45.877,47.035,47.955,48.683,49.26])def func1(params,x):A,B=paramsreturn A*np.sqrt(1-B*(1/x))def error1(params,x,y):return func1(params,x) - ydef  slovePara1():p0=[1,1]Para = leastsq(error1,p0,args=(X,Y1))return Paradef func2(params,x):k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8,k9,k10,k11,k12=paramsreturn 0.235702260395516*np.sqrt((k1+k2*x+k3*x**2+k4*x**3+(k5+k6*x+k7*x**2+k8*x**3+k9*x**4+k10*x**5+k11*x**6)**0.5)/(x*(k12*x**2+1)))def error2(params,x,y):return func2(params,x) - ydef slovePara2():p0=[1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1]Para = leastsq(error2,p0,args=(X,Y2))return Paradef solution():Para = slovePara1()A, B,  =Para[0]plt.scatter(X, Y1, color='green',label=u'已知样点',linewidth=0.3)x=np.linspace(2,10,50)y1=A*np.sqrt(1-B*(1/x))plt.plot(x,y1,color='red',label='w2',linewidth=2)plt.legend()Para = slovePara2()k1, k2, k3,k4,k5,k6,k7,k8,k9,k10,k11,k12  =Para[0]x=np.linspace(2,10,50)y2=0.235702260395516*np.sqrt((k1+k2*x+k3*x**2+k4*x**3+(k5+k6*x+k7*x**2+k8*x**3+k9*x**4+k10*x**5+k11*x**6)**0.5)/(x*(k12*x**2+1)))plt.plot(x,y2,color='blue',label='w1',linewidth=2)plt.legend()plt.scatter(X, Y2, color='green',linewidth=0.3)plt.title(u'w2与w1随f的变化情况')plt.show()solution()

所画图形如下



这篇关于python的拱桥振型简化计算的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/745451

相关文章

Python实现Word转PDF全攻略(从入门到实战)

《Python实现Word转PDF全攻略(从入门到实战)》在数字化办公场景中,Word文档的跨平台兼容性始终是个难题,而PDF格式凭借所见即所得的特性,已成为文档分发和归档的标准格式,下面小编就来和大... 目录一、为什么需要python处理Word转PDF?二、主流转换方案对比三、五套实战方案详解方案1:

基于Python Playwright进行前端性能测试的脚本实现

《基于PythonPlaywright进行前端性能测试的脚本实现》在当今Web应用开发中,性能优化是提升用户体验的关键因素之一,本文将介绍如何使用Playwright构建一个自动化性能测试工具,希望... 目录引言工具概述整体架构核心实现解析1. 浏览器初始化2. 性能数据收集3. 资源分析4. 关键性能指

使用Python的requests库调用API接口的详细步骤

《使用Python的requests库调用API接口的详细步骤》使用Python的requests库调用API接口是开发中最常用的方式之一,它简化了HTTP请求的处理流程,以下是详细步骤和实战示例,涵... 目录一、准备工作:安装 requests 库二、基本调用流程(以 RESTful API 为例)1.

Python清空Word段落样式的三种方法

《Python清空Word段落样式的三种方法》:本文主要介绍如何用python-docx库清空Word段落样式,提供三种方法:设置为Normal样式、清除直接格式、创建新Normal样式,注意需重... 目录方法一:直接设置段落样式为"Normal"方法二:清除所有直接格式设置方法三:创建新的Normal样

Python调用LibreOffice处理自动化文档的完整指南

《Python调用LibreOffice处理自动化文档的完整指南》在数字化转型的浪潮中,文档处理自动化已成为提升效率的关键,LibreOffice作为开源办公软件的佼佼者,其命令行功能结合Python... 目录引言一、环境搭建:三步构建自动化基石1. 安装LibreOffice与python2. 验证安装

把Python列表中的元素移动到开头的三种方法

《把Python列表中的元素移动到开头的三种方法》在Python编程中,我们经常需要对列表(list)进行操作,有时,我们希望将列表中的某个元素移动到最前面,使其成为第一项,本文给大家介绍了把Pyth... 目录一、查找删除插入法1. 找到元素的索引2. 移除元素3. 插入到列表开头二、使用列表切片(Lis

Python按照24个实用大方向精选的上千种工具库汇总整理

《Python按照24个实用大方向精选的上千种工具库汇总整理》本文整理了Python生态中近千个库,涵盖数据处理、图像处理、网络开发、Web框架、人工智能、科学计算、GUI工具、测试框架、环境管理等多... 目录1、数据处理文本处理特殊文本处理html/XML 解析文件处理配置文件处理文档相关日志管理日期和

Python标准库datetime模块日期和时间数据类型解读

《Python标准库datetime模块日期和时间数据类型解读》文章介绍Python中datetime模块的date、time、datetime类,用于处理日期、时间及日期时间结合体,通过属性获取时间... 目录Datetime常用类日期date类型使用时间 time 类型使用日期和时间的结合体–日期时间(

使用Python开发一个Ditto剪贴板数据导出工具

《使用Python开发一个Ditto剪贴板数据导出工具》在日常工作中,我们经常需要处理大量的剪贴板数据,下面将介绍如何使用Python的wxPython库开发一个图形化工具,实现从Ditto数据库中读... 目录前言运行结果项目需求分析技术选型核心功能实现1. Ditto数据库结构分析2. 数据库自动定位3

Python yield与yield from的简单使用方式

《Pythonyield与yieldfrom的简单使用方式》生成器通过yield定义,可在处理I/O时暂停执行并返回部分结果,待其他任务完成后继续,yieldfrom用于将一个生成器的值传递给另一... 目录python yield与yield from的使用代码结构总结Python yield与yield