Macierz sztywności

background image

Macierz sztywności

i

F

iY

F

iX

u

iY

u

iX

j

F

jY

F

jX

u

jY

u

jX

Y

X

Globalny układ

współrzędnych

Lx

L

y

F

iy

F

ix

u

iy

u

ix

F

jy

F

jx

u

jy

u

jx

y

x

Lokalny układ

współrzędnych

i

j

L

α

Wektor przem ieszczeń węzłowych węzła
początkowego i oraz końcowego j w lokalnym
układzie współrzednych

Wektor przem ieszczeń węzłowych elementu e
w lokalnym układzie współrzednych

u'

i

u

ix

u

iy

=

u'

j

u

jx

u

jy

=

u'

e

u'

i

u'

j

=

u

ix

u

iy

u

jx

u

jy

=

Wektor sił węzłowych węzła początkowego i
oraz końcowego j w lokalnym układzie
współrzednych

Wektor sił węzłowych elem entu e w lokalnym
układzie współrzednych

f'

e

f'

i

f'

j

=

F

ix

F

iy

F

jx

F

jy

=

f'

i

F

ix

F

iy

=

f'

j

F

jx

F

jy

=

Związek między wektoram i sił i przem ieszczeniami węzłowymi

K'

e

u'

e

f'

e

=

Wrównania rownowagi:

ΣF

x

F

ix

F

jx

+

=

0

=

ΣF

y

F

iy

F

jy

+

=

0

=

ΣM

i

F

jy

L

=

0

=

F

ix

F

jx

=

F

iy

F

jy

=

F

jy

0

=

<=======

F

iy

0

=

Prawo Hooke`a:

i

j

j

N

N

L

L

σ

E ε

=

N

A

E

∆L

L

=

σ

N

A

=

∆L

N L

E A

=

ε

∆L

L

=

F

ix

N

=

F

jx

N

=

∆L

u

jx

u

ix

=

N

E A

L

∆L

=

N

E A

L

u

jx

u

ix

(

)

=

background image

Siły wyrażone w przem ieszczeniach:

F

ix

N

=

E A

L

u

ix

u

jx

(

)

=

F

jx

N

=

E A

L

u

jx

u

ix

(

)

=

Zapis macierzowy:

K'

e

u'

e

f'

e

=

F

ix

E A

L

u

ix

0 u

iy

+

E A

L

u

jy

0 u

jy

+

=

E A

L

0

E A

L

0

0

0

0

0

E A

L

0

E A

L

0

0

0

0

0

u

ix

u

iy

u

jx

u

jy

F

ix

F

iy

F

jx

F

jy

=

F

ix

E A

L

u

ix

u

jx

(

)

=

K

e

u

e

f

e

Macierz sztywności elementu w lokalnym układzie współrzędnych:

Zapis blokowy:

K'

e

E A

L

0

E A

L

0

0

0

0

0

E A

L

0

E A

L

0

0

0

0

0

=

K'

e

J'

J'

J'

J'

=

gdzie

J'

E A

L

1

0

0

0

=

Obrót układu współrzednych:

x

u

ix

u

iy

y

Y

u cos

α

ix

α

u sin

α

ix

u sin

α

iy

u cos

α

iy

u

iX

u

ix

cosα

u

iy

sinα

=

c

cosα

=

s

sinα

=

u

iY

u

ix

sinα

u

iy

cosα

+

=

u

iX

u

iY

c

s

s

c

u

ix

u

iy

=

Macierz transformacji

R

i

c

s

s

c

=

u'

i

u

ix

u

iy

=

u

i

u

iX

u

iY

=

u

i

R

i

u'

i

=

R

e

R

i

0

0

R

j

=

u

e

R

e

u'

e

=

u

iX

u

iY

u

jX

u

jY

c

s

0

0

s

c

0

0

0

0

c

s

0

0

s

c









u

ix

u

iy

u

jx

u

jy

=

Transf ormacj a wektorów sił w węźle:

Transf ormacj a wektorów sił węzłowych elementu:

f

i

R

i

f'

i

=

f

e

R

e

f'

e

=

background image

Macierz sztywności elementu w globalnym układzie współrzędnych:

K'

e

u'

e

f'

e

=

związek łączący przemieszczenia i siły węzłowe w lokalnym układzie współrzędnych

Lewostronne przemnożenie przez macierz obrotu elem entu

R

e

K'

e

u'

e

R

e

f'

e

=

m acierz
ortogonalna

u

e

R

e

u'

e

=

R

e

( )

1

u

e

R

e

( )

1

R

e

u'

e

=

u'

e

R

e

( )

1

u

e

=

R

e

R

e

( )

1

R

e

( )

T

=

u'

e

R

e

( )

T

u

e

=

R

e

K'

e

R

e

( )

T

u

e

R

e

f'

e

=

f

e

R

e

f'

e

=

R

e

K'

e

R

e

( )

T

u

e

f

e

=

K

e

R

e

K'

e

R

e

( )

T

=

związek łączący przemieszczenia i siły węzłowe w globalnym układzie współrzędnych

K

e

u

e

f

e

=

K

e

c

s

0

0

s

c

0

0

0

0

c

s

0

0

s

c









E A

L

0

E A

L

0

0

0

0

0

E A

L

0

E A

L

0

0

0

0

0

c

s

0

0

s

c

0

0

0

0

c

s

0

0

s

c









=

E A

L

c

s

0

0

s

c

0

0

0

0

c

s

0

0

s

c









1

0

1

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0









c

s

0

0

s

c

0

0

0

0

c

s

0

0

s

c









=

K

e

E A

L

c

s

c

s

0

0

0

0

c

s

c

s

0

0

0

0









c

s

0

0

s

c

0

0

0

0

c

s

0

0

s

c









=

E A

L

c

2

sc

c

2

sc

cs

s

2

cs

s

2

c

2

sc

c

2

sc

cs

s

2

cs

s

2









=

Macierz sztywności elementu w globalnym układzie współrzędnych:

Zapis blokowy:

K

e

c

2

sc

c

2

sc

cs

s

2

cs

s

2

c

2

sc

c

2

sc

cs

s

2

cs

s

2









=

K

e

J

J

J

J

=

gdzie

J

E A

L

c

2

sc

sc

s

2

=

!

Wykorzystanie składowych wektora elem entu:

x

y

X

L =Lcos

α

X

α

L =Lsin

α

Y

i

j

L

c

cosα

=

Lx

L

=

J

E A

L

Lx

L





2

Ly

L

Lx

L

Ly

L

Lx

L

Ly

L





2

=

E A

L

3

Lx

2

Lx Ly

Lx Ly

Ly

2

=

s

sinα

=

Ly

L

=

J

E A

L

3

Lx

2

Lx Ly

Lx Ly

Ly

2

=


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
PP2 WM2c, Agregacja macierzy sztywności układu
Macierz sztywności elementu prostokątnego oraz izoparametrycznego - referat
Macierz sztywności
macierz sztywnosci
transformacja macierzy sztywności
macierz sztywności
1 Bryła Sztywna Quizid 8461 ppt
Ustawa z dnia 25 06 1999 r o świadcz pien z ubezp społ w razie choroby i macierz
macierz BCG
macierze 2
dynamika bryly sztywnej(1)
04 Analiza kinematyczna manipulatorów robotów metodą macierz
macierze i wyznaczniki lista nr Nieznany
macierze 1
Macierz przykrycia testów akceptacyjnych Jasiek
MACIERZE

więcej podobnych podstron