background image

 

POLITECHNIKA POZNA

Ń

SKA 

INSTYTUT KONSTRUKCJI BUDOWLANYCH 

ZAKŁAD MECHANIKI BUDOWLI 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

DYNAMIKA RAM 

WERSJA KOMPUTEROWA 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

BARBARA MARCZAK 

GRUPA  2KBI 

ROK AK. 2007/08 

background image

 

Obliczy

ć

 cz

ę

sto

ś

ci i trzy pierwsze postacie drga

ń

 własnych dla ramy przedstawionej 

na rysunku. 
 

I2

I2

I1

I1

120 kg

4

,5

5

3

 

Przyjęcie przemieszczeń w układzie globalnym: 

q11

q12

q13

q8

q9

q10

q4

q5

q7

q6

q1

q2

q3

q16

q15

q14

1

3

4

2

4

,5

5

3

 

 
 
 

background image

 

Tabela powi

ą

za

ń

 

 

1.  1 

2.  8 

9  10  4 

3.  4 

6  11  12  13 

4.  11  12  13  14  15  16 

 

Warunki podparcia: 

Zerowe przemieszczenia: q2, q8, q9, q10, q14, q15, q16 

Redukcja k

ą

tów obrotu: q3, q7 

 

Masa skupiona: nale

Ŝ

y uwzgl

ę

dni

ć

 efekt dodatkowych sił bezwładno

ś

ci dodaj

ą

c do 

elementów 11/11 i 12/12 w macierzy mas warto

ś

ci masy m=120 kg 

 
 

Przyj

ę

cie przemieszcze

ń

 w układach lokalnych: 

 

Pr

ę

t 1 

y

x

q6

q4

q5

q2

q3

q1

 

Pr

ę

t 2 

q1

q3

q2

q5

q4

q

6

x

y

 

 

 
 
 
 

Pr

ę

t 3 

y

x

q6

q4

q5

q2

q3

q1

 

Pr

ę

t 4 

y

x

q6

q4

q5

q2

q3

q1

 

background image

 

MACIERZE SZTYWNO

Ś

CI 

Pr

ę

t 1 – pr

ę

t z przegubem na lewym ko

ń

cu 

 

E: = 205 · 10

9

 

2

m

N

   

I: = 0,0000425 m

4

   

A: = 0,00461 m

2

 

L: = 3 m 

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

 

     AE·L

2

 

 -AE·L

2

 

    

 

 

    

3EI 

 -3EI 

3EI·L 

    

1      

    

k'1:= 

L

3

        -AE·L

2

 

AE·L

2

 

    

 

 

    

 -3EI 

3EI 

 -3EI·L 

    

 

 

    

3EI·L 

 -3EI·L 

3EI·L

2

 

    

 

 

     

 

 

 

 

 

   

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

     315016666,67 

-315016666,67 

    

 

    

968055,56 

-968055,56 

2904166,67      

    

    

k'1= 

     -315016666,67 

315016666,67 

    

 

    

-968055,56 

968055,56 

-2904166,67      

 

    

2904166,67 

-2904166,67 

8712500,00      

 

     

 

 

 

 

 

   

 

Transformacja do układu globalnego: 
sin

α

=0 

cos

α

=1 

   

   

 

 

       

   

 

 

   

   

   cos

α

 

sin

α

 

        

   1  0  0      

 

C:=      -sin

α

 

cos

α

 

      

C=     0  1  0      

   

  

        

   0  0  1      

   

   

 

 

       

    

 

 

   

 

 

 

    

 

 

 

 

 

   

 

 

    

 

 

 

 

 

    

 

 

   cos

α

 

sin

α

 

0      

 

 

   1  0  0  0  0  0      

 

 

    -sin

α

  cos

α

 

0      

 

 

   0  1  0  0  0  0      

 

  

0      

 

   0  0  1  0  0  0      

 

T:= 

  

cos

α

 

sin

α

 

0      

 

T= 

   0  0  0  1  0  0      

 

 

  

0   -sin

α

  cos

α

  0      

 

 

   0  0  0  0  1  0      

 

 

  

1      

 

 

   0  0  0  0  0  1      

 

 

    

 

 

 

 

 

   

 

 

   

 

 

 

 

 

   

 
k1:=T

T

·k’1·T 

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

     315016666,67 

-315016666,67 

    

 

    

968055,56 

-968055,56 

2904166,67      

    

    

k1= 

     -315016666,67 

315016666,67 

    

 

    

-968055,56 

968055,56 

-2904166,67      

 

    

2904166,67 

-2904166,67 

8712500,00      

 

     

 

 

 

 

 

   

 

background image

 

Pr

ę

t 2 – pr

ę

t z przegubem na prawym ko

ń

cu 

 

E: = 205 · 10

9

 

2

m

N

   

I: = 0,0000306 m

4

        A: = 0,00395 m

2

      L: = 

4

117

 m 

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

 

    

AE·L

2

 

 -AE·L

2

 

0      

 

 

    

3EI 

3EI·L 

 -3EI 

0      

1      

3EI·L 

3EI·L

2

 

 -3EI·L 

0      

k'2:= 

L

3

        -AE·L

2

 

AE·L

2

 

0      

 

 

    

 -3EI 

 -3EI·L 

3EI 

0      

 

 

    

0      

 

 

     

 

 

 

 

 

   

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

     149722828 

-149722828 

0      

 

    

118961,86 

643384,62 

-118961,86 

0      

    

643384,62 

3479634,33 

-643384,62 

0      

k'2= 

     -149722828 

149722828 

0      

 

    

-118961,86 

-643384,62 

118961,86 

0      

 

    

0      

 

     

 

 

 

 

 

   

 
Transformacja do układu globalnego: 

832050

,

0

4

117

5

,

4

sin

=

α

 

 

554700

,

0

4

117

3

cos

=

α

 

   

   

 

 

       

   

 

 

   

   

   cos

α

 

sin

α

  0          

   0,5547 

-0,83205 

    

 

C:=      -sin

α

  cos

α

  0        

C=     0,83205 

0,5547 

    

   

  

1          

  

    

   

   

 

 

       

    

 

 

   

 

 

    

 

 

 

 

 

     

    

 

 

 

 

 

  

 

   cos

α

 

sin

α

  0 

0        

   0,5547 

-0,83205 

0    

 

    -sin

α

  cos

α

  0 

0        

   0,83205 

0,5547 

0    

  

0      

  

0    

T:= 

  

cos

α

 

sin

α

 

0      

T= 

  

0,5547  -0,83205  0    

 

  

0   -sin

α

 

cos

α

  0        

  

0  0,83205 

0,5547 

0    

 

  

1        

  

1    

 

    

 

 

 

 

 

     

   

 

 

 

 

 

 

 
k2:=T

T

·k’2·T 

 

 

    

 

 

 

 

 

   

 

 

   46150888 

-69047889 

535328,17 

-46150888 

69047889 

0      

 

 

   -69047889 

103700000 

356885,45 

69047889 

-103700000  0      

 

   535328,17 

356885,45 

3479634,3 

-535328,17 

-356885,45  0    

 

k2= 

   -46150888 

69047889 

-535328,17 

46150888 

-69047889  0    

 

 

 

   69047889 

-103700000 

-356885,45 

-69047889 

103700000  0      

 

 

  

0      

background image

 

Pr

ę

t 3 – obustronnie utwierdzony 

 

E: = 205 · 10

9

 

2

m

N

   

I: = 0,0000425 m

4

   

A: = 0,00461 m

2

 

L: = 5 m 

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

 

     AE·L

2

 

 -AE·L

2

 

    

 

 

    

12EI 

6EI·L 

 -12EI 

 6EI·L      

1      

6EI·L 

4EI·L

2

 

 -6EI·L 

2EI·L

2

      

k'3:= 

L

3

        -AE·L

2

 

AE·L

2

 

    

 

 

    

 -12EI 

 -6EI·L 

12EI 

 -6EI·L      

 

 

    

6EI·L 

2EI·L

2

 

 -6EI·L 

4EI·L

2

      

 

 

     

 

 

 

 

 

   

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

    

189010000 

-189010000 

    

 

    

836400 

2091000 

-836400 

2091000      

    

2091000 

6970000 

-2091000 

3485000      

k'3= 

     -189010000 

189010000 

    

 

    

-836400 

-2091000 

836400 

-2091000      

 

    

2091000 

3485000 

-2091000 

6970000      

 

     

  

 

 

 

 

   

 
Transformacja do układu globalnego: 
 
sin

α

=0 

cos

α

=1 

   

   

 

 

       

   

 

 

   

   

   cos

α

 

sin

α

 

        

   1  0  0      

 

C:=      -sin

α

 

cos

α

 

      

C=     0  1  0      

   

  

        

   0  0  1      

   

   

 

 

       

    

 

 

   

 

 

 

    

 

 

 

 

 

   

 

 

    

 

 

 

 

 

    

 

 

   cos

α

 

sin

α

 

0      

 

 

   1  0  0  0  0  0      

 

 

    -sin

α

  cos

α

 

0      

 

 

   0  1  0  0  0  0      

 

  

0      

 

   0  0  1  0  0  0      

 

T:= 

  

cos

α

 

sin

α

 

0      

 

T= 

   0  0  0  1  0  0      

 

 

  

0   -sin

α

  cos

α

  0      

 

 

   0  0  0  0  1  0      

 

 

  

1      

 

 

   0  0  0  0  0  1      

 

 

    

 

 

 

 

 

   

 

 

   

 

 

 

 

 

   

 
k3:=T

T

·k’3·T 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

    

189010000 

-189010000 

    

 

    

836400 

2091000 

-836400 

2091000      

    

2091000 

6970000 

-2091000 

3485000      

k3= 

     -189010000 

189010000 

    

 

    

-836400 

-2091000 

836400 

-2091000      

 

    

2091000 

3485000 

-2091000 

6970000      

 

     

  

 

 

 

 

   

 
 

background image

 

Pr

ę

t 4 – pr

ę

t z przegubem na prawym ko

ń

cu 

 

E: = 205 · 10

9

 

2

m

N

   

I: = 0,0000306 m

4

        A: = 0,00395 m

2

      L: = 4,5 m 

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

 

    

AE·L

2

 

 -AE·L

2

 

    

 

 

    

12EI 

6EI·L 

 -12EI 

 6EI·L      

1      

6EI·L 

4EI·L

2

 

 -6EI·L 

2EI·L

2

      

k'4:= 

L

3

        -AE·L

2

 

AE·L

2

 

    

 

 

    

 -12EI 

 -6EI·L 

12EI 

 -6EI·L      

 

 

    

6EI·L 

2EI·L

2

 

 -6EI·L 

4EI·L

2

      

 

 

     

 

 

 

 

 

   

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

     179944444,44 

-222153635,12 

    

 

    

826074,07 

2065185,19 

-826074,07  2065185,19      

    

2065185,19 

6883950,62 

-2065185,19  3441975,31      

k'4= 

    

-

179944444,44 

222153635,12 

    

 

    

-826074,07  -2065185,19 

826074,07 

-

2065185,19      

 

    

2065185,19 

3441975,31 

-2065185,19  6883950,62      

 

     

  

 

 

 

 

   

 
Transformacja do układu globalnego: 
 
sin

α

=1 

cos

α

=0 

   

   

 

 

       

   

 

 

   

   

   cos

α

 

sin

α

 

        

  

    

 

C:=      -sin

α

 

cos

α

 

      

C=    

-1 

    

   

  

        

  

    

   

   

 

 

       

    

 

 

   

 

 

 

    

 

 

 

 

 

   

 

 

    

 

 

 

 

 

    

 

 

   cos

α

 

sin

α

 

0      

 

 

   0 

0      

 

 

    -sin

α

  cos

α

 

0      

 

 

   -1 

0      

 

  

0      

 

   0 

0      

 

T:= 

  

cos

α

 

sin

α

 

0      

 

T= 

   0 

0      

 

 

  

0   -sin

α

  cos

α

  0      

 

 

   0 

-1 

0      

 

 

  

1      

 

 

   0 

1      

 

 

    

 

 

 

 

 

   

 

 

   

 

 

 

 

 

   

 
k4:=T

T

·k’4·T 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

     826074,07 

-2065185,2 

-826074,07 

-2065185,2      

 

    

179900000 

-222200000 

    

     -2065185,2 

6883950,6 

2065185,2 

3441975,3      

k4:= 

     -826074,07 

2065185,2 

826074,07 

2065185,2      

 

    

-179900000 

222200000 

    

 

     -2065185,2 

3441975,3 

2065185,2 

6883950,6      

 

     

 

 

 

 

 

   

background image

 

Macierz sztywno

ś

ci w układzie globalnym: 

 

  

10 

11 

12 

13 

14 

15 

16 

1  315016666,67 

-

315016666,67 

968055,56 

-968055,56 

2904166,67 

4  -315016666,67 

550177554,67 

-69047889 

-46150888 

69047889 

-535328,2 

-

189010000 

-968055,56 

-69047889 

105504455,56  -813166,67 

69047889 

-

103700000  -356885,5 

-836400 

2091000 

2904166,67 

-813166,67 

15682500 

-2091000 

3485000 

-46150888 

69047889 

46150888 

-69047889  535328,17 

69047889 

-103700000 

-69047889  103700000  356885,45 

10 

-535328,17 

-356885,45 

535328,17 

356885,45  3479634,3 

11 

-189010000 

189836074 

-2065185,2  -826074,07 

-

2065185,2 

12 

-836400 

-2091000 

180736400 

-2091000 

-222200000 

13 

2091000 

3485000 

-2065185,2 

-2091000 

13853951 

2065185,2 

3441975,3 

14 

-826074,07 

2065185,2 

826074,07 

2065185,2 

15 

-1,8E+08 

222200000 

16 

-2065185,2 

3441975,3 

2065185,2 

6883950,6 

 

Macierz sztywno

ś

ci po uwzgl

ę

dnieniu warunków podparcia: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 

12 

13 

 

 

315016666,67 

-

315016666,67 

 

 

-

315016666,67  550177554,67 

-69047889 

-

189010000 

 

 

-69047889 

105504455,56  -813166,67 

-836400 

2091000 

 

 

-813166,67 

15682500 

-2091000 

3485000 

 

 

11 

-189010000 

189836074 

-2065185,2 

 

 

12 

-836400 

-2091000 

180736400 

-2091000 

 

 

13 

2091000 

3485000 

-2065185,2 

-2091000 

13853951 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

MACIERZE MAS 

Pr

ę

t 1 – pr

ę

t z przegubem na lewym ko

ń

cu 

µ

 = 36,2 

m

kg

   

 

L=3m 

   

 

      

 

 

 

 

 

    

   

 

     140 

70 

    

   

 

    

99 

58,5 

 -

16,5L      

 

µ

L      

    

 

M'1:= 

420      

70 

140 

    

   

 

    

58,5 

204 

 -36L      

   

 

    

 -

16,5L 

 -36L 

8L

2

 

    

   

 

     

 

 

 

 

 

   

 

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

 

     36,2 

0  18,1 

    

 

 

    

25,598571  0 

15,126429 

-12,799286      

 

    

    

 

M'1= 

     18,1 

0  36,2 

    

 

 

    

15,126429  0 

52,748571 

-27,925714      

 

 

    

-12,799286  0 

-27,925714 

18,617143      

 

 

     

 

 

 

 

 

   

 
Transformacja do układu globalnego: 
sin

α

=0 

cos

α

=1 

   

   

 

 

       

   

 

 

   

   

   cos

α

 

sin

α

 

        

   1  0  0      

 

C:=      -sin

α

 

cos

α

 

      

C=     0  1  0      

   

  

        

   0  0  1      

   

   

 

 

       

    

 

 

   

 

 

 

    

 

 

 

 

 

   

 

 

    

 

 

 

 

 

    

 

 

   cos

α

 

sin

α

 

0      

 

 

   1  0  0  0  0  0      

 

 

    -sin

α

  cos

α

 

0      

 

 

   0  1  0  0  0  0      

 

  

0      

 

   0  0  1  0  0  0      

 

T:= 

  

cos

α

 

sin

α

 

0      

 

T= 

   0  0  0  1  0  0      

 

 

  

0   -sin

α

  cos

α

  0      

 

 

   0  0  0  0  1  0      

 

 

  

1      

 

 

   0  0  0  0  0  1      

 

 

    

 

 

 

 

 

   

 

 

   

 

 

 

 

 

   

 
M1:=T

T

·M’1·T 

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

 

     36,2 

0  18,1 

    

 

 

    

25,598571  0 

15,126429 

-12,799286      

 

    

    

 

M1= 

     18,1 

0  36,2 

    

 

 

    

15,126429  0 

52,748571 

-27,925714      

 

 

    

-12,799286  0 

-27,925714 

18,617143      

 

 

     

 

 

 

 

 

   

 
 

background image

 

10 

Pr

ę

t 2 – pr

ę

t z przegubem na prawym ko

ń

cu 

µ

 = 31,1 

m

kg

   

 

      L: = 

4

117

 m 

   

    

 

 

 

 

 

    

   

 

     140 

70 

0      

   

 

    

204 

36L 

58,5 

0      

 

µ

L      

36L 

8L

2

 

16,5L  0      

 

M'2:= 

420      

70 

140 

0      

   

 

    

58,5  16,5L 

99 

0      

   

 

    

0      

   

 

     

 

 

 

 

 

   

 

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

 

     56,07 

28 

0      

 

 

    

81,696641  77,972143 

23,427713  0      

 

    

77,972143  93,710853 

35,737232  0      

 

M'2= 

     28,03 

56,1 

0      

 

 

    

23,427713  35,737232 

39,646899  0      

 

 

    

0      

 

 

     

 

 

 

 

 

   

 
Transformacja do układu globalnego: 

832050

,

0

4

117

5

,

4

sin

=

α

 

 

554700

,

0

4

117

3

cos

=

α

 

   

   

 

 

       

   

 

 

   

   

   cos

α

 

sin

α

  0          

   0,5547 

-0,83205 

    

 

C:=      -sin

α

  cos

α

  0        

C=     0,83205 

0,5547 

    

   

  

1          

  

    

   

   

 

 

       

    

 

 

   

 

 

    

 

 

 

 

 

     

    

 

 

 

 

 

  

 

   cos

α

 

sin

α

  0 

0        

   0,5547 

-0,83205 

0    

 

    -sin

α

  cos

α

  0 

0        

   0,83205 

0,5547 

0    

  

0      

  

0    

T:= 

  

cos

α

 

sin

α

 

0      

T= 

  

0,5547  -0,83205  0    

 

  

0   -sin

α

 

cos

α

  0        

  

0  0,83205 

0,5547 

0    

 

  

1        

  

1    

 

    

 

 

 

 

 

     

   

 

 

 

 

 

 

 
M2:=T

T

·M’2·T 

 

 

     

 

 

 

 

 

   

 

 

     73,8114680  11,8276720  64,8767220  24,8345530  -2,1102848 

    

 

 

     11,8276720  63,9550750  43,2511480  -2,1102848  26,5931240 

    

 

     64,8767220  43,2511480  93,7108530  29,7351640  19,8234430 

    

 

M2= 

     24,8437840  -2,1241310  29,7351640  44,7093600  -7,5937336 

    

 

 

     -2,1241310  26,6138930  19,8234430  -7,5937336  51,0374710 

    

 

 

    

    

 

 

      

 

 

 

 

 

    

background image

 

11 

Pr

ę

t 3 – pr

ę

t obustronnie utwierdzony 

 

µ

 = 36,2 

m

kg

   

 

L=5m 

   

    

 

 

 

 

 

    

   

 

     140 

70 

    

   

 

    

156 

22L 

54 

 -13L      

 

µ

L      

22L 

4L

2

 

13L 

 -3L

2

      

 

M'3:= 

420      

70 

140 

    

   

 

    

54 

13L 

156 

 -22L      

   

 

    

 -13L   -3L

2

 

 -22L 

4L

2

 

    

   

 

     

 

 

 

 

 

   

 

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

 

     60,33 

30,2 

    

 

 

    

67,228571  47,404762 

23,271429  -28,011905      

 

    

47,404762  43,095238 

28,011905  -32,321429      

 

M'3= 

     30,17 

60,3 

    

 

 

    

23,271429  28,011905 

67,228571  -47,404762      

 

 

    

-28,0119 

-32,32143 

-47,40476 

43,095238      

 

 

     

 

 

 

 

 

   

 
 
Transformacja do układu globalnego: 
 
sin

α

=0 

cos

α

=1 

   

   

 

 

       

   

 

 

   

   

   cos

α

 

sin

α

 

        

   1  0  0      

 

C:=      -sin

α

 

cos

α

 

      

C=     0  1  0      

   

  

        

   0  0  1      

   

   

 

 

       

    

 

 

   

 

 

 

    

 

 

 

 

 

   

 

 

    

 

 

 

 

 

    

 

 

   cos

α

 

sin

α

 

0      

 

 

   1  0  0  0  0  0      

 

 

    -sin

α

  cos

α

 

0      

 

 

   0  1  0  0  0  0      

 

  

0      

 

   0  0  1  0  0  0      

 

T:= 

  

cos

α

 

sin

α

 

0      

 

T= 

   0  0  0  1  0  0      

 

 

  

0   -sin

α

  cos

α

  0      

 

 

   0  0  0  0  1  0      

 

 

  

1      

 

 

   0  0  0  0  0  1      

 

 

    

 

 

 

 

 

   

 

 

   

 

 

 

 

 

   

 
 
M3:=T

T

·M’3·T 

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

 

     60,33 

30,2 

    

 

 

    

67,228571  47,404762 

23,271429  -28,011905      

 

    

47,404762  43,095238 

28,011905  -32,321429      

 

M3= 

     30,17 

60,3 

    

 

 

    

23,271429  28,011905 

67,228571  -47,404762      

 

 

    

-28,0119 

-32,32143 

-47,40476 

43,095238      

 

 

     

 

 

 

 

 

   

background image

 

12 

Pr

ę

t 4 – pr

ę

t z przegubem na prawym ko

ń

cu 

 

µ

 = 31,1 

m

kg

        L: = 4,5 m 

   

    

 

 

 

 

 

    

   

 

     140 

70 

    

   

 

    

156 

22L 

54 

 -13L      

 

µ

L      

22L 

4L

2

 

13L 

 -3L

2

      

 

M'4:= 

420      

70 

140 

    

   

 

    

54 

13L 

156 

 -22L      

   

 

    

 -13L   -3L

2

 

 -22L 

4L

2

 

    

   

 

     

 

 

 

 

 

   

 

 

 

      

 

 

 

 

 

    

 

 

     46,65 

23,3 

    

 

 

    

51,981429  32,988214 

17,993571  -19,493036      

 

    

32,988214  26,990357 

19,493036  -20,242768      

 

M'4= 

     23,33 

46,7 

    

 

 

    

17,993571  19,493036 

51,981429  -32,988214      

 

 

    

-19,49304 

-20,24277 

-32,98821 

26,990357      

 

 

     

 

 

 

 

 

   

 
 
Transformacja do układu globalnego: 
 
sin

α

=1 

cos

α

=0 

   

   

 

 

       

   

 

 

   

   

   cos

α

 

sin

α

 

        

  

    

 

C:=      -sin

α

 

cos

α

 

      

C=    

-1 

    

   

  

        

  

    

   

   

 

 

       

    

 

 

   

 

 

 

    

 

 

 

 

 

   

 

 

    

 

 

 

 

 

    

 

 

   cos

α

 

sin

α

 

0      

 

 

   0 

0      

 

 

    -sin

α

  cos

α

 

0      

 

 

   -1 

0      

 

  

0      

 

   0 

0      

 

T:= 

  

cos

α

 

sin

α

 

0      

 

T= 

   0 

0      

 

 

  

0   -sin

α

  cos

α

  0      

 

 

   0 

-1 

0      

 

 

  

1      

 

 

   0 

1      

 

 

    

 

 

 

 

 

   

 

 

   

 

 

 

 

 

   

 
M4:=T

T

·M’4·T 

 

 

     

 

 

 

 

 

   

 

 

    

51,981429 

-32,988214 

17,993571 

19,493036      

 

 

    

0  46,65 

0  23,3 

0      

 

    

-32,988214 

26,990357 

-19,493036 

-20,242768      

 

M4=      

17,993571 

-19,493036 

51,981429 

32,988214      

 

 

    

0  23,33 

0  46,7 

0      

 

 

    

19,49304 

-20,24277 

32,98821 

26,990357      

 

 

      

 

 

 

 

 

   

background image

 

13 

Macierz mas w układzie globalnym 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

2  3 

10 

11 

12 

13 

14 

15 

16 

 

 

1  36,2 

18,1 

 

 

25,598571 

15,126429 

-12,799286 

 

 

 

 

4  18,1 

0  141,239360 

-7,593734 

24,843784 

-2,124131 

29,735164 

30,2 

 

 

15,126429 

-7,593734 

171,014613  19,479048 

-2,124131 

26,613893 

19,823443 

23,271429 

-28,011905 

 

 

-12,799286  0 

19,479048 

61,712381 

28,011905 

-32,321429 

 

 

 

 

24,834553 

-2,110285 

73,811468 

11,827672 

64,876722 

 

 

-2,110285 

26,593124 

11,827672 

63,955075 

43,251148 

 

 

10 

29,735164 

19,823443 

64,876722 

43,251148 

93,710853 

 

 

11 

30,17 

232,281429 

-32,988214  17,993571 

19,493036 

 

 

12 

23,271429 

28,011905 

233,878571  -47,404762 

23,3 

 

 

13 

-28,011905  -32,321430 

-32,988214 

-47,404762 

70,085595 

-

19,493036 

-20,242768 

 

 

14 

17,993571 

-19,493036  51,981429 

32,988214 

 

 

15 

23,330000 

46,7 

 

 

16 

19,493040 

-20,242770  32,988210 

26,990357 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

  

  

 

  

 

 

Macierz mas z uwzgl

ę

dnieniem masy skupionej i warunków podparcia: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 

12 

13 

 

 

36,2 

18,1 

 

 

18,1 

141,239360 

-7,593734 

30,2 

 

 

-7,593734 

171,014613  19,479048 

23,271429  -28,011905 

 

 

19,479048 

61,712381 

28,011905  -32,321429 

 

 

11 

30,17 

232,281429 

-32,988214 

 

 

12 

23,271429 

28,011905 

233,878571  -47,404762 

 

 

13 

-28,011905  -32,321430  -32,988214  -47,404762  70,085595 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

14 

                    Dane 
------------------------------------------------------------------------------ 
        ROZWIAZANIE UOGOLNIONEGO PROBLEMU WLASNEGO 
------------------------------------------------------------------------------ 
                      DANE 
 
            MACIERZ A 
 
 .315017E+09  *-.315017E+09  * .000000E+00  * .000000E+00  * .000000E+00  * 
.000000E+00  * .000000E+00  * 
-.315017E+09  * .550178E+09  *-.690479E+08  * .000000E+00  *-.189010E+09  * 
.000000E+00  * .000000E+00  * 
 .000000E+00  *-.690479E+08  * .105504E+09  *-.813167E+06  * .000000E+00  *-
.836400E+06  * .209100E+07  * 
 .000000E+00  * .000000E+00  *-.813167E+06  * .156825E+08  * .000000E+00  *-
.209100E+07  * .348500E+07  * 
 .000000E+00  *-.189010E+09  * .000000E+00  * .000000E+00  * .189836E+09  * 
.000000E+00  *-.206519E+07  * 
 .000000E+00  * .000000E+00  *-.836400E+06  *-.209100E+07  * .000000E+00  * 
.180736E+09  *-.209100E+07  * 
 .000000E+00  * .000000E+00  * .209100E+07  * .348500E+07  *-.206519E+07  *-
.209100E+07  * .138540E+08  * 
 
            MACIERZ B 
 
 .362000E+02  * .181000E+02  * .000000E+00  * .000000E+00  * .000000E+00  * 
.000000E+00  * .000000E+00  * 
 .181000E+02  * .141239E+03  *-.759373E+01  * .000000E+00  * .302000E+02  * 
.000000E+00  * .000000E+00  * 
 .000000E+00  *-.759373E+01  * .171015E+03  * .194790E+02  * .000000E+00  * 
.232714E+02  *-.280119E+02  * 
 .000000E+00  * .000000E+00  * .194790E+02  * .617124E+02  * .000000E+00  * 
.280119E+02  *-.323214E+02  * 
 .000000E+00  * .301700E+02  * .000000E+00  * .000000E+00  * .232281E+03  * 
.000000E+00  *-.329882E+02  * 
 .000000E+00  * .000000E+00  * .232714E+02  * .280119E+02  * .000000E+00  * 
.233879E+03  *-.474048E+02  * 
 .000000E+00  * .000000E+00  *-.280119E+02  *-.323214E+02  *-.329882E+02  *-
.474048E+02  * .700856E+02  * 

 
 

------------------------------------------------------------------------------ 
                      WYNIKI 
------------------------------------------------------------------------------ 
 
            WARTOSCI WLASNE 
 
  NR       REAL          IMAG 
 
    1   .307324E+04     .000000E+00 
    2   .112632E+06     .000000E+00 
    3   .557210E+06     .000000E+00 
    4   .678038E+06     .000000E+00 
    5   .923379E+06     .000000E+00 
    6   .215978E+07     .000000E+00 
    7   .152890E+08     .000000E+00 

background image

 

15 

 
            WEKTORY WLASNE 
 
 
            WEKTOR NR  1 
 
  NR       REAL          IMAG 
 
    1  -.876038E+00     .000000E+00 
    2  -.875574E+00     .000000E+00 
    3  -.575372E+00     .000000E+00 
    4  -.264863E-01     .000000E+00 
    5  -.875772E+00     .000000E+00 
    6  -.352260E-02     .000000E+00 
    7  -.277982E-01     .000000E+00 
 
 
            WEKTOR NR  2 
 
  NR       REAL          IMAG 
 
    1  -.800295E-01     .000000E+00 
    2  -.784858E-01     .000000E+00 
    3  -.123888E-02     .000000E+00 
    4   .557010E+00     .000000E+00 
    5  -.856201E-01     .000000E+00 
    6   .327627E-01     .000000E+00 
    7  -.658978E+00     .000000E+00 
 
 
            WEKTOR NR  3 
 
  NR       REAL          IMAG 
 
    1   .984993E-01     .000000E+00 
    2   .893322E-01     .000000E+00 
    3   .699245E-01     .000000E+00 
    4   .119130E+01     .000000E+00 
    5   .270287E-01     .000000E+00 
    6  -.580180E-01     .000000E+00 
    7   .102682E+01     .000000E+00 
 
 
            WEKTOR NR  4 
 
  NR       REAL          IMAG 
 
    1   .278057E-01     .000000E+00 
    2   .246778E-01     .000000E+00 
    3  -.852503E+00     .000000E+00 
    4   .344953E+00     .000000E+00 
    5   .270124E+00     .000000E+00 
    6  -.727541E-01     .000000E+00 
    7  -.175684E+00     .000000E+00 
 
 
 

background image

 

16 

            WEKTOR NR  5 
 
  NR       REAL          IMAG 
 
    1  -.153576E+00     .000000E+00 
    2  -.130364E+00     .000000E+00 
    3   .169725E+00     .000000E+00 
    4  -.231690E-01     .000000E+00 
    5  -.659523E-01     .000000E+00 
    6  -.133517E+01     .000000E+00 
    7  -.105289E+01     .000000E+00 
 
             

WEKTOR NR  6 

 
  NR       REAL          IMAG 
 
    1   .100000E+01     .000000E+00 
    2   .668813E+00     .000000E+00 
    3  -.228836E+00     .000000E+00 
    4  -.286577E+00     .000000E+00 
    5  -.700586E+00     .000000E+00 
    6  -.125310E+00     .000000E+00 
    7  -.700739E+00     .000000E+00 
 
             

WEKTOR NR  7 

 
  NR       REAL          IMAG 
 
    1  -.100000E+01     .000000E+00 
    2   .402952E+00     .000000E+00 
    3   .194067E-02     .000000E+00 
    4  -.286741E-01     .000000E+00 
    5  -.869844E-01     .000000E+00 
    6  -.943869E-02     .000000E+00 
    7  -.604595E-01     .000000E+00 
 
------------------------------------------------------------------------------ 
 

Cz

ę

sto

ś

ci drga

ń

 własnych 

 

λ

ω

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

ω

 [rad/s] 

 

 

0,307324  1,00E+04 

3073,24 

55,43681088 

 

 

0,112632  1,00E+06 

112632 

335,6069129 

 

 

0,55721  1,00E+06 

557210 

746,4650025 

 

 

0,678038  1,00E+06 

678038 

823,4306285 

 

 

0,923379  1,00E+06 

923379 

960,9261158 

 

 

0,215978  1,00E+07 

2159780 

1469,618998 

 

 

0,15289  1,00E+08 

15289000 

3910,115088 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

17 

Przyjmuj

ę

 3 pierwsze warto

ś

ci cz

ę

sto

ś

ci kołowej drga

ń

 własnych: 

 

ω

1

= 55,43681088 [rad/s] 

ω

2

= 335,6069129 [rad/s] 

ω

3

= 746,4650025 [rad/s] 

 
 
Wektory własne dla powy

Ŝ

szych cz

ę

sto

ś

ci: 

 

Wektor 1: 

-0,876038 
-0,875574 
-0,575372 

-0,0264863 

-0,875772 

-0,0035226 

-0,0277982 

 
 

Wektor 2: 

-0,0800295 
-0,0784858 

-0,00123888 

0,55701 

-0,0856201 

0,0327627 

-0,658978 

 
 

Wektor 3: 

0,0984993 
0,0893322 
0,0699245 

1,1913 

0,0270287 

-0,058018 

1,02682 

 

 
 
Wektor przemieszcze

ń

 uogólnionych w układzie globalnym: 

 

    

  

  

  

  

  

 

  

ω

1

=  55,43681088 

ω

2

=  335,6069129 

ω

3

=  746,4650025   

  

-0,876038 

1  -0,0800295 

0,0984993 

 

  

 

  

 

  

-0,875574 

4  -0,0784858 

0,0893322 

 

  

-0,575372 

5  -0,00123888 

0,0699245 

 

  

6  -0,0264863 

0,55701 

1,1913 

 

  

 

  

 

  

 

  

10 

10 

10 

 

  

11 

-0,875772 

11  -0,0856201 

11 

0,0270287 

 

  

12  -0,0035226 

12 

0,0327627 

12 

-0,058018 

 

  

13  -0,0277982 

13 

-0,658978 

13 

1,02682 

 

  

14 

14 

14 

 

  

15 

15 

15 

 

  

16 

16 

16 

 

   

 

 

 

 

 

 

 
 
 
 

background image

 

18 

Transformacja przemieszcze

ń

 do układu lokalnego 

 

i

i

q

T

q

=

 

 
Dla cz

ę

stotliwo

ś

ci 1: 

 
Pr

ę

t 1:  

 

 

 

   

   

 

   

 

 

 

 

 

       

   

   

 

   -0,87604      

 

   1 

0  0  0  0          

   -0,87604      

 

  

    

 

   0 

0  0  0  0          

  

    

  

    

   0 

1  0  0  0        

  

    

q1= 

   -0,87557      

T= 

   0 

0  1  0  0        

Q1= 

   -0,87557      

 

   -0,57537      

 

   0 

0  0  1  0          

   -0,57537      

 

   -0,02649      

 

   0 

0  0  0  1          

   -0,02649      

 

    

   

 

    

 

 

 

 

 

        

    

   

 
Pr

ę

t 2: 

 

   

   

 

   

 

 

 

 

 

       

   

   

 

  

    

 

   0,5547  -0,83205  0 

0          

  

    

 

  

    

 

   0,83205 

0,5547 

0          

  

    

  

    

  

0        

  

    

q2= 

   -0,87557      

T= 

  

0  0,5547  -0,83205  0        

Q2= 

   -0,0069426      

 

   -0,57537      

 

  

0  0,83205  0,5547  0          

   -1,0476802      

 

  

    

 

  

1          

  

    

 

    

   

 

    

 

 

 

 

 

        

    

   

 
Pr

ę

t 3: 

   

   

   

 

   

 

 

 

 

 

     

 

   

   

 

 

   -0,875574      

 

   1  0  0  0  0  0        

 

  

-0,875574 

    

 

 

   -0,575372      

 

   0  1  0  0  0  0        

 

  

-0,575372 

    

 

   -0,026486      

   0  0  1  0  0  0        

   -0,0264863      

 

q3= 

   -0,875772      

T= 

   0  0  0  1  0  0        

Q3= 

  

-0,875772 

    

 

 

   -0,003523      

 

   0  0  0  0  1  0        

 

   -0,0035226      

 

 

   -0,027798      

 

   0  0  0  0  0  1        

 

   -0,0277982      

   

    

   

 

    

 

 

 

 

 

      

 

    

   

 
Pr

ę

t 4: 

   

   

   

 

   

 

 

 

 

 

     

 

   

   

 

 

   -0,875772      

 

   0 

1  0 

0  0        

 

   -0,0035226      

 

 

   -0,003523      

 

   -1  0  0 

0  0        

 

  

0,875772 

    

 

   -0,027798      

   0 

0  1 

0  0        

   -0,0277982      

 

q4= 

  

    

T= 

   0 

0  0 

1  0        

Q4= 

  

    

 

 

  

    

 

   0 

0  0  -1  0  0        

 

  

    

 

 

  

    

 

   0 

0  0 

0  1        

 

  

    

   

    

   

 

    

 

 

 

 

 

      

 

    

   

 
 

background image

 

19 

 
Dla cz

ę

stotliwo

ś

ci 2: 

 
Pr

ę

t 1: 

   

   

   

 

   

 

 

 

 

 

     

 

   

   

 

 

   -0,0800295      

 

   1  0  0  0  0  0        

 

   -0,0800295      

 

 

  

    

 

   0  1  0  0  0  0        

 

  

    

 

  

    

   0  0  1  0  0  0        

  

    

 

q1= 

   -0,0784858      

T= 

   0  0  0  1  0  0        

Q1= 

   -0,0784858      

 

 

   -0,00123888      

 

   0  0  0  0  1  0        

 

  

-

0,00123888      

 

 

  

0,55701 

    

 

   0  0  0  0  0  1        

 

  

0,55701 

    

   

    

   

 

    

 

 

 

 

 

      

 

    

   

 
Pr

ę

t 2: 

 

   

     

   

 

 

 

 

 

       

   

 

 

  

      

   0,5547 

-0,83205  0 

0          

  

  

 

  

      

   0,83205 

0,5547 

0          

  

  

  

    

  

0        

  

  

q2= 

   -0,0784858      

T= 

  

0  0,5547 

-0,83205  0        

Q2= 

   -0,0425053    

 

   -0,00123888        

  

0  0,83205 

0,5547 

0          

   -0,0659913    

 

  

      

  

1          

  

  

 

    

     

    

 

 

 

 

 

        

    

 

 
Pr

ę

t 3: 

   

   

     

   

 

 

 

 

 

       

   

   

 

 

  

-0,0784858 

      

   1  0  0  0  0  0          

   -0,0784858      

 

 

   -0,00123888        

   0  1  0  0  0  0          

   -0,0012389      

 

  

0,55701 

    

   0  0  1  0  0  0        

  

0,55701 

    

 

q3= 

  

-0,0856201 

    

T= 

   0  0  0  1  0  0        

Q3= 

   -0,0856201      

 

 

  

0,0327627 

      

   0  0  0  0  1  0          

   0,0327627      

 

 

  

-0,658978 

      

   0  0  0  0  0  1          

  

-0,658978 

    

   

    

     

    

 

 

 

 

 

        

    

   

 
Pr

ę

t 4: 

   

   

     

   

 

 

 

 

 

       

   

   

 

 

   -0,0856201        

   0 

1  0 

0  0          

   0,0327627      

 

 

   0,0327627        

   -1  0  0 

0  0          

   0,0856201      

 

   -0,658978      

   0 

0  1 

0  0        

   -0,658978      

 

q4= 

  

    

T= 

   0 

0  0 

1  0        

Q4= 

  

    

 

 

  

      

   0 

0  0  -1  0  0          

  

    

 

 

  

      

   0 

0  0 

0  1          

  

    

   

    

     

    

 

 

 

 

 

        

    

   

 
 
 
 
 

background image

 

20 

 
 
 
Dla cz

ę

stotliwo

ś

ci 3: 

 
Pr

ę

t 1: 

   

   

     

   

 

 

 

 

 

       

   

   

 

 

   0,0984993        

   1  0  0  0  0  0          

   0,0984993      

 

 

  

      

   0  1  0  0  0  0          

  

    

 

  

    

   0  0  1  0  0  0        

  

    

 

q1= 

   0,0893322      

T= 

   0  0  0  1  0  0        

Q1= 

   0,0893322      

 

 

   0,0699245        

   0  0  0  0  1  0          

   0,0699245      

 

 

  

1,1913 

      

   0  0  0  0  0  1          

  

1,1913 

    

   

    

     

    

 

 

 

 

 

        

    

   

 
Pr

ę

t 2: 

 

   

     

   

 

 

 

 

 

       

   

 

 

  

      

   0,5547 

-0,83205  0 

0          

  

  

 

  

      

   0,83205 

0,5547 

0          

  

  

  

    

  

0        

  

  

q2= 

   0,0893322      

T= 

  

0  0,5547 

-0,83205  0        

Q2= 

   -0,0086281    

 

   0,0699245        

  

0  0,83205 

0,5547 

0          

  

0,113116 

  

 

  

      

  

1          

  

  

 

    

     

    

 

 

 

 

 

        

    

 

 
Pr

ę

t 3: 

   

   

     

   

 

 

 

 

 

       

   

   

 

 

   0,0893322        

   1  0  0  0  0  0          

   0,0893322      

 

 

   0,0699245        

   0  1  0  0  0  0          

   0,0699245      

 

  

1,1913 

    

   0  0  1  0  0  0        

  

1,1913 

    

 

q3= 

   0,0270287      

T= 

   0  0  0  1  0  0        

Q3= 

   0,0270287      

 

 

   -0,058018        

   0  0  0  0  1  0          

   -0,058018      

 

 

  

1,02682 

      

   0  0  0  0  0  1          

  

1,02682 

    

   

    

     

    

 

 

 

 

 

        

    

   

 
Pr

ę

t 4: 

   

   

     

   

 

 

 

 

 

       

   

   

 

 

   0,0270287        

   0 

1  0  0  0  0          

  

-0,058018 

    

 

 

   -0,058018        

   -1 

0  0  0  0  0          

   -0,0270287      

 

  

1,02682 

    

   0 

0  1  0  0  0        

  

1,02682 

    

 

q4= 

  

    

T= 

   0 

0  0  0  1  0        

Q4= 

  

    

 

 

  

      

   0 

0  0  -1  0  0          

  

    

 

 

  

      

   0 

0  0  0  0  1          

  

    

   

    

     

    

 

 

 

 

 

        

    

   

 
 
 
 

background image

 

21 

Za pomoc

ą

 funkcji kształtu okre

ś

lam postaci drga

ń

 

   

 

 

 

 

 

   

   N

1

  0 

N

4

 

0    

N(x)= 

   0  N

2

  N

3

 

N

5

  N

6

    

  
=> 

 

    

 

 

 

 

 

    

 

 
POSTA

Ć

 PIERWSZA 

 

-0,87604 

-0,87588333  -0,265256667 

-0,87572667  -0,475413333 


Ę

 

 

-0,87557 

-0,57537 

 

-0,00128369  -0,050415803 

-0,00256737  -0,188417663 

-0,00385106  -0,39413726 

-0,00513475  -0,64770627 

-0,00641844  -0,929256373 

 

Ę

 

 

5,41  -0,0069426 

-1,0476802 

 
 
 

-0,875574 

-0,575372 

-0,8756136  -0,528403182 

-0,8756532  -0,379808011 

-0,8756928  -0,197512309 

-0,8757324  -0,049441898 

 


Ę

 

 

-0,875772 

-0,0035226 

 

-0,0035226 

0,875772 

-0,0027398 

0,748433138 

-0,001957 

0,493407284 

-0,0011742 

0,217785933 

-0,0003914 

0,028660583 

 


Ę

 

 

4,5 

 

Posta

ć

 pierwsza

4

,5

5

3

 

+

+

+

=

+

=

6

6

5

5

3

3

2

2

4

4

1

1

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

q

x

N

q

x

N

q

x

N

q

x

N

v

q

x

N

q

x

N

u

background image

 

22 

POSTA

Ć

 DRUGA 

 

-0,0800295 

-0,07951493  -0,248156498 

-0,07900037  -0,310505342 


Ę

 

 

-0,0784858 

-0,00123888 

 

-0,00785923  -0,003175592 

-0,01571847  -0,011868055 

-0,0235777  -0,024825925 

-0,03143693  -0,040797735 

-0,03929616  -0,058532018 

 

Ę

 

 

 

5,41  -0,0425053 

-0,0659913 

 
 
 

 

-0,0784858 

-0,0012389 

-0,07991266  0,464220146 

-0,08133952  0,728086303 

-0,08276638  0,762623097 

-0,08419324  0,540094054 

 


Ę

 

 

-0,0856201 

0,0327627 

 

0,0327627 

0,0856201 

0,0254821 

-0,323826192 

0,0182015 

-0,356860847 

0,0109209 

-0,19746153 

0,0036403 

-0,029605906 

 


Ę

 

 

4,5 

 

 

3

5

4

,5

Posta

ć

 druga

 

 
 
 
 
 
 

background image

 

23 

POSTA

Ć

 TRZECIA 

 

 

0,0984993 

0,0954436 

-0,495799315 

0,0923879 

-0,602268019 


Ę

 

 

0,0893322 

0,0699245 

 

-0,00159534  0,005443296 

-0,00319067 

0,02034309 

-0,00478601  0,042554236 

-0,00638135 

0,06993159 

-0,00797668  0,100330009 

 

Ę

 

 

5,41  -0,0086281 

0,113116 

 
 

0,0893322 

0,0699245 

0,0768715 

0,65475928 

0,0644108 

0,38975114 

0,0519501 

-0,18046864 

0,0394894 

-0,51126878 

 


Ę

 

 

0,0270287 

-0,058018 

 

-0,058018 

-0,0270287 

-0,04512511  0,597545045 

-0,03223222  0,618082034 

-0,01933933  0,335265893 

-0,00644644 

0,04978025 

 


Ę

 

 

4,5 

 

 
 

Posta

ć

 trzecia

4

,5

5

3