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: 多模块(.py)中全局变量的导入

文章目录 global关键字可变类型和不可变类型数据的内存地址单模块(单个py文件)的全局变量示例总结 多模块(多个py文件)的全局变量from x import x导入全局变量示例 import x导入全局变量示例 总结 global关键字 global 的作用范围是模块(.py)级别: 当你在一个模块(文件)中使用 global 声明变量时,这个变量只在该模块的全局命名空

【Python编程】Linux创建虚拟环境并配置与notebook相连接

1.创建 使用 venv 创建虚拟环境。例如,在当前目录下创建一个名为 myenv 的虚拟环境: python3 -m venv myenv 2.激活 激活虚拟环境使其成为当前终端会话的活动环境。运行: source myenv/bin/activate 3.与notebook连接 在虚拟环境中,使用 pip 安装 Jupyter 和 ipykernel: pip instal

【机器学习】高斯过程的基本概念和应用领域以及在python中的实例

引言 高斯过程(Gaussian Process,简称GP)是一种概率模型,用于描述一组随机变量的联合概率分布,其中任何一个有限维度的子集都具有高斯分布 文章目录 引言一、高斯过程1.1 基本定义1.1.1 随机过程1.1.2 高斯分布 1.2 高斯过程的特性1.2.1 联合高斯性1.2.2 均值函数1.2.3 协方差函数(或核函数) 1.3 核函数1.4 高斯过程回归(Gauss

poj 1113 凸包+简单几何计算

题意: 给N个平面上的点,现在要在离点外L米处建城墙,使得城墙把所有点都包含进去且城墙的长度最短。 解析: 韬哥出的某次训练赛上A出的第一道计算几何,算是大水题吧。 用convexhull算法把凸包求出来,然后加加减减就A了。 计算见下图: 好久没玩画图了啊好开心。 代码: #include <iostream>#include <cstdio>#inclu

uva 1342 欧拉定理(计算几何模板)

题意: 给几个点,把这几个点用直线连起来,求这些直线把平面分成了几个。 解析: 欧拉定理: 顶点数 + 面数 - 边数= 2。 代码: #include <iostream>#include <cstdio>#include <cstdlib>#include <algorithm>#include <cstring>#include <cmath>#inc

uva 11178 计算集合模板题

题意: 求三角形行三个角三等分点射线交出的内三角形坐标。 代码: #include <iostream>#include <cstdio>#include <cstdlib>#include <algorithm>#include <cstring>#include <cmath>#include <stack>#include <vector>#include <

【学习笔记】 陈强-机器学习-Python-Ch15 人工神经网络(1)sklearn

系列文章目录 监督学习:参数方法 【学习笔记】 陈强-机器学习-Python-Ch4 线性回归 【学习笔记】 陈强-机器学习-Python-Ch5 逻辑回归 【课后题练习】 陈强-机器学习-Python-Ch5 逻辑回归(SAheart.csv) 【学习笔记】 陈强-机器学习-Python-Ch6 多项逻辑回归 【学习笔记 及 课后题练习】 陈强-机器学习-Python-Ch7 判别分析 【学

XTU 1237 计算几何

题面: Magic Triangle Problem Description: Huangriq is a respectful acmer in ACM team of XTU because he brought the best place in regional contest in history of XTU. Huangriq works in a big compa

nudepy,一个有趣的 Python 库!

更多资料获取 📚 个人网站:ipengtao.com 大家好,今天为大家分享一个有趣的 Python 库 - nudepy。 Github地址:https://github.com/hhatto/nude.py 在图像处理和计算机视觉应用中,检测图像中的不适当内容(例如裸露图像)是一个重要的任务。nudepy 是一个基于 Python 的库,专门用于检测图像中的不适当内容。该

pip-tools:打造可重复、可控的 Python 开发环境,解决依赖关系,让代码更稳定

在 Python 开发中,管理依赖关系是一项繁琐且容易出错的任务。手动更新依赖版本、处理冲突、确保一致性等等,都可能让开发者感到头疼。而 pip-tools 为开发者提供了一套稳定可靠的解决方案。 什么是 pip-tools? pip-tools 是一组命令行工具,旨在简化 Python 依赖关系的管理,确保项目环境的稳定性和可重复性。它主要包含两个核心工具:pip-compile 和 pip