PM Wykład9

background image


Jednorodny pręt o długości l

e

. Opis w układzie lokalnym Ox

e

y

e

z

e









x

e

y

e

z

e

i

j

q

i1

q

1

(x

e

)

f

i1

f

i

β

, f

j

β

– siły węzłowe,

β

= 1, ..., 6


q

i

β

, q

j

β

– przemieszczenia węzłowe,

β

= 1, ..., 6

l

e

q

j1

f

j1

q

2

(x

e

)

q

3

(x

e

)

q

4

(x

e

)

q

6

(x

e

)

q

5

(x

e

)

q

i3

f

i3

q

i4

f

41

q

i2

f

i2

q

i5

f

i5

q

i6

f

i6

q

j4

f

j4

q

j3

f

j3

q

j5

f

j5

q

j6

f

j6

q

j2

f

j2

Metoda elementów skończonych w projektowaniu mechatronicznym

Pręt prosty – ogólny przypadek obciążenia

O

background image

Warunki brzegowe

(przemieszczeniowe)

:

( )

( )

( )

( )

6

,

,

1

,

,

6

,

,

1

,

0

K

K

=

=

β

β

β

β

j

e

i

q

col

l

q

col

q

q

Wektor przemieszczeń uogólnionych przekroju pręta

o współrzędnej x

e

jest funkcją tylko tej współrzędnej

( )

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

(

)

e

e

e

e

e

e

e

x

q

x

q

x

q

x

q

x

q

x

q

col

x

6

5

4

3

2

1

,

,

,

,

,

q


Macierz funkcji kształtu




( )

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

=

2

3

0

0

0

1

6

0

1

4

3

0

0

0

1

6

0

0

2

3

0

1

6

0

0

0

1

4

3

0

1

6

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

3

2

0

0

0

1

2

0

1

3

2

0

0

1

0

0

0

3

2

0

1

2

0

0

0

1

3

2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

2

2

2

2

2

2

3

2

2

2

2

3

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

ξ

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

l

l

l

l

l

l

l

l

x

N

e

e

l

x

=

ξ

background image


(

)

(

)

(

)

+

+

+

=

ze

ye

xe

e

ye

e

ye

e

ze

e

ze

e

ze

e

ze

ze

ye

e

ye

ye

xe

xe

e

ye

e

ye

e

ye

e

ye

e

ze

e

ze

e

ze

e

ze

e

e

e

e

I

sym

I

I

l

I

l

I

l

I

l

I

A

I

l

I

I

I

l

I

I

I

I

l

I

l

I

l

I

l

I

l

I

l

I

l

I

l

I

A

A

l

E

4

.

0

4

0

0

1

2

0

6

0

12

6

0

0

0

12

0

0

0

0

0

2

0

0

0

6

0

4

0

2

0

6

0

0

0

4

0

0

1

2

0

0

0

0

0

1

2

0

6

0

12

0

0

0

6

0

12

6

0

0

0

12

0

6

0

0

0

12

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

2

2

2

2

2

2

ν

ν

ν

K

Macierz sztywności elementu skończonego typu pręt

– ogólny stan obciążenia –

background image

A

e

– pole powierzchni przekroju, l

e

– długość pręta

I

xe

, I

ye

, I

ze

– geometryczne momenty bezwładności przekroju względem osi x

e

, y

e

, z

e





+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

=

15

2

105

.

0

15

2

105

0

0

3

0

10

6

210

11

0

5

6

35

13

10

210

11

0

0

0

5

6

35

13

0

0

0

0

0

3

30

140

0

0

0

10

420

13

0

15

2

105

0

30

140

0

10

420

13

0

0

0

15

2

105

0

0

6

0

0

0

0

0

3

0

10

420

13

0

5

6

70

9

0

0

0

10

210

11

0

5

6

35

13

10

420

13

0

0

0

5

6

70

9

0

10

210

11

0

0

0

5

6

35

13

0

0

0

0

0

6

0

0

0

0

0

3

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

ze

e

e

ye

e

e

xe

e

ye

e

e

e

ye

e

e

ze

e

e

e

ze

e

e

ze

e

e

e

ze

e

e

ze

e

e

ye

e

e

e

ye

e

e

ye

e

e

xe

xe

e

ye

e

e

e

ye

e

e

ye

e

e

e

ye

e

e

ze

e

e

e

ze

e

e

ze

e

e

e

ze

e

e

e

e

e

I

l

A

sym

I

l

A

I

l

I

l

A

l

I

A

l

I

l

A

l

I

A

A

I

l

A

l

I

l

A

I

l

A

I

l

A

l

I

l

A

I

l

A

I

I

l

I

l

A

l

I

A

l

I

l

A

l

I

A

l

I

l

A

l

I

A

l

I

l

A

l

I

A

A

A

l

ρ

M

Do obliczania drgań należy zdefiniować macierz bezwładności pręta

( ) ( )

( ) ( )

=

=

e

l

e

e

e

e

T

e

e

V

e

e

e

e

e

e

T

e

e

dx

x

x

A

dz

dy

dx

x

x

0

N

N

N

N

M

ρ

ρ

background image

Traktując pręt jako układ zachowawczy (pominięcie rozproszenia

energii), zapisujemy macierzowe równanie Lagrange’a II rodzaju

e

e

e

e

e

e

e

U

T

T

dt

d

f

q

q

q

=

+

&

Energia kinetyczna pręta

Energia potencjalna(sprężysta)

e

e

T

e

e

T

q

M

q

&

&

2

1

=

e

e

T

e

e

U

q

K

q

2

1

=

Macierz tłumienia (proporcjonalna) – rozproszenie energii

e

e

e

K

M

L

β

α

+

=

Macierzowe równanie dynamiki

e

e

e

e

e

e

e

f

q

K

q

L

q

M

=

+

+

&

&

&


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
PM wykład7
PM Wykład12
PM wykłady 4 rok EF cytologia OUN tyton historia
PM wykład5
PM wykład3
PM wykład6
PM [R] Wykłady
PM wyklad2 id 363364 Nieznany
PM wykład4
PM wyklad1 id 363363 Nieznany
PM wykład7
PM Wykład12
PM wykłady 4 rok EF cytologia OUN tyton historia
PM wykład2
PM Wykład10A
PM wykład7B

więcej podobnych podstron