IV. MKP vynucené kmitání

Podobné dokumenty
1. DYNAMIKA A DEFORMAČNÍ VARIANTA METODY KONEČNÝCH PRVKŮ

Spolehlivost a diagnostika

Téma 2 Přímková a rovinná soustava sil

Lineární a adaptivní zpracovní dat. 5. Lineární filtrace: FIR, IIR

Odhady parametrů základního. Ing. Michal Dorda, Ph.D.

Hartre-Fock method (HF)

Odhady parametrů základního souboru. Ing. Michal Dorda, Ph.D.

Téma 11 Prostorová soustava sil

Generování dvojrozměrných rozdělení pomocí copulí

5.5. KOMPLEXNÍ ODMOCNINA A ŘEŠENÍ KVADRATICKÝCH A BINOMICKÝCH ROVNIC

II. Soustavy s konečným počtem stupňů volnosti

3. Hodnocení přesnosti měření a vytyčování. Odchylky a tolerance ve výstavbě.

Metody zkoumání závislosti numerických proměnných

2 CHARAKTERISTIKA VÝPOČTOVÉHO PROGRAMU A MODELOVÉ STU- DIE

11. Časové řady Pojem a klasifikace časových řad

Předmět: SM 01 ROVINNÉ PŘÍHRADOVÉ KONSTRUKCE

Ing. Vladimíra Michalcová, Ph.D. Katedra stavební mechaniky (228)

Téma: 11) Dynamika stavebních konstrukcí

Tento odhad má rozptyl ( ) σ 2 /, kde σ 2 je rozptyl souboru, ze kterého výběr pochází. Má-li každý prvek i. σ 2 ( i. ( i

1.1 Rozdělení pravděpodobnosti dvousložkového náhodného vektoru

Mezní stavy konstrukcí a jejich porušov. Hru IV. Milan RůžR. zbynek.hruby.

Nejistoty měření. Aritmetický průměr. Odhad směrodatné odchylky výběrového průměru = nejistota typu A

ANALÝZA A KLASIFIKACE DAT

Lineární regrese ( ) 2

Přednáška č. 2 náhodné veličiny

Odhady parametrů polohy a rozptýlení pro často se vyskytující rozdělení dat v laboratoři se vyčíslují podle následujících vztahů:

Pravděpodobnost a aplikovaná statistika

Interpolační křivky. Interpolace pomocí spline křivky. f 1. f 2. f n. x... x 2

ck f Podmínka pro nalezení nejvhodnější variační funkce (minimální energie): = 0

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

USTÁLENÉ PROUDĚNÍ V OTEVŘENÝCH KORYTECH

Intervalové odhady parametrů některých rozdělení.

Odhady parametrů 1. Odhady parametrů

Stabilita svahu Mechanika hornin a zemin - cvičení 05

, jsou naměřené a vypočtené hodnoty závisle

Výstup a n. Vstup. obrázek 1: Blokové schéma a graf paralelní soustavy

IAJCE Přednáška č. 12

Chyby přímých měření. Úvod

Lineární a adaptivní zpracovní dat. 4. Lineární filtrace II: FIR, IIR

III. METODY MĚŘENÍ A ZPRACOVÁNÍ MĚŘENÍ

Optimalizace portfolia

V. Normální rozdělení

Regrese. Aproximace metodou nejmenších čtverců ( ) 1 ( ) v n. v i. v 1. v 2. y i. y n. y 1 y 2. x 1 x 2 x i. x n

Ilustrativní příklad ke zkoušce z B_PS_A léto 2014.

Ilustrativní příklad ke zkoušce z B_PS_A léto 2013.

a další charakteristikou je četnost výběrového souboru n.

TĚŽIŠTĚ A STABILITA. Těžiště tělesa = bod, kterým stále prochází výslednice tíhových sil všech jeho hmotných bodů, ať těleso natáčíme jakkoli

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA. Náhodný vektor

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ KATEDRA SPECIÁLNÍ GEODÉZIE DIPLOMOVÁ PRÁCE

ZÁKLADY STAVEBNÍ MECHANIKY

III. MKP vlastní kmitání

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Náhodný výběr 1. Náhodný výběr

Analytická geometrie

Střední průmyslová škola, Uherské Hradiště, Kollárova 617 MECHANIKA I M.H MECHANIKA I STATIKA, PRUŽNOST A PEVNOST - 1 -

Mechanika soustavy hmotných bodů a tuhého tělesa

14. B o d o v é o d h a d y p a r a m e t r ů

12. N á h o d n ý v ý b ě r

UPLATNĚNÍ ZKOUŠEK PŘI PROHLÍDKÁCH MOSTŮ

NMAF063 Matematika pro fyziky III Zkoušková písemná práce 17. ledna 2019

3. Lineární diferenciální rovnice úvod do teorie

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA. Náhodný vektor

JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH PEDAGOGICKÁ FAKULTA - KATEDRA FYZIKY

Dynamická analýza rámu brdového listu

Poznámky k přednášce Kvantová mechanika. PřF MU v Brně, únor - květen (upraveno v prosinci 2003) Michal Lenc

Komplexní čísla. Definice komplexních čísel

6. FUNKCE A POSLOUPNOSTI

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Vytápění BT01 TZB II - cvičení

Geodézie 3 (154GD3) Téma č. 9: Hodnocení a rozbory přesnosti výškových měření.

8. Odhady parametrů rozdělení pravděpodobnosti

1. Čím se zabývá 4PP? zabývá se určováním deformace a porušováním celistvých těles v závislosti na vnějším zatížení

P1: Úvod do experimentálních metod

1.3. ORTOGONÁLNÍ A ORTONORMÁLNÍ BÁZE

14. Testování statistických hypotéz Úvod statistické hypotézy Definice 14.1 Statistickou hypotézou parametrickou neparametrickou. nulovou testovanou

8. Zákony velkých čísel

Regresní a korelační analýza

Stísněná plastická deformace PLASTICITA

Jednoduchá lineární regrese

4.2 Elementární statistické zpracování Rozdělení četností

Digitální filtrace a signálové procesory

4. B o d o v é o d h a d y p a r a m e t r ů

jsou varianty znaku) b) při intervalovém třídění (hodnoty x

Časová hodnota peněz. Metody vyhodnocení efektivnosti investic. Příklad

Při sledování a studiu vlastností náhodných výsledků poznáme charakter. podmínek různé výsledky. Ty odpovídají hodnotám jednotlivých realizací

VYSOCE PŘESNÉ METODY OBRÁBĚNÍ

9. Měření závislostí ve statistice Pevná a volná závislost

Nálitky. Obr. 1 Schematický přehled typů nálitků

[ jednotky ] Chyby měření

základním prvkem teorie křivek v počítačové grafice křivky polynomiální n

Správnost vztahu plyne z věty o rovnosti úhlů s rameny na sebe kolmými (obr. 13).

2.4. Rovnováhy v mezifází

6 Reprezentace křivek v CAD systémech

Základní teoretický aparát a další potřebné znalosti pro úspěšné studium na strojní fakultě a k řešení technických problémů

Testování statistických hypotéz

Matematická statistika

Pojem času ve finančním rozhodování podniku

1. Základy měření neelektrických veličin

Transkript:

Jří Máca - katedra mechaky - B35 - tel. 435 4500 maca@fsv.cvut.cz IV. MKP vyuceé kmtáí. Rovce vyuceého kmtáí. Modálí aalýza rozklad do vlastích tvarů 3. Přímá tegrace pohybových rovc 3. Metoda cetrálích dferecí 3. Newmarkova metoda 3.3 Wlsoova metoda 3.4 Stablta a chyby umercké tegrace 3.5 Příklad metoda cetrálích dferecí 4. Aalýza ve frekvečí oblast 4. Ustáleé kmtáí přímé řešeí 4. Ustáleé kmtáí rozklad do vlastích tvarů 5. Příklady 5. Odezva základu turbosoustrojí a harmocké zatížeí 5. Zavěšeý most áhlé přerušeí závěsu 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí. Rovce vyuceého kmtáí Soustava je zatížea budcím sílam p(t) Cílem je staovt dyamckou odezvu systému pohybové rovce počátečí podm. K u( t) C u( t) M u( t) p( t) u(0) u u(0) u 0 0 soustava N dferecálích rovc II. řádu (N počet st. volost) ezámé: u(t) časový průběh posuutí (MKP: u(t) ~ r(t) vektor uzlových posuutí) řešeí - modálí aalýza (rozklad do vlastích tvarů) - přímá tegrace pohybových rovc - aalýza ve frekvečí oblast 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 3. Modálí aalýza rozklad do vlastích tvarů základí dea: odezva se staoví jako kombace vlastích tvarů kmtáí pomocí modálích souřadc q (t) ( =, N) N u( t) q ( t) Φq( t) dosazeí do pohybových rovc K u( t) C u( t) M u( t) p( t) K Φ q( t) C Φ q( t) M Φ q( t) p( t) Φ K Φ q( t) Φ C Φ q( t) Φ M Φ q( t) Φ p( t) pro ormovaé vlastí tvary dále platí Ω q Φ C Φ q I q Φ p ( t) ( t) ( t) ( t) obecě eí dagoálí matce 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 4. Modálí aalýza rozklad do vlastích tvarů Klascký útlum Φ C Φ je dagoálí matce, jejíž prvky jsou tj. vlastí tvary jsou ortogoálí též k matc útlumu - koefcet poměrého útlumu -tého vlast. tvaru - -tá vlastí frekvece ( ) Ω q t Φ C Φ q( t) I q( t) Φ p( t) q ( t) q ( t) q ( t) p( t) soustava N ezávslých rovc pro q (t) řešeí - apř. Duhamelův tegrál (vz soustava s SV). výhoda obvykle =, P P N. výhoda počet uvažovaých vl. tvarů P je dá frekvečím složeím zatížeí 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 5. Modálí aalýza rozklad do vlastích tvarů Rayleghův útlum klascký, proporcoálí útlum C M K leárí kombace matc tuhost a hmotost Φ C Φ Φ M Φ Φ K Φ koefcety α, β lze určt, záme-l součtele poměrého útlumu ξ a ξ j pro dvě rozdílé vlastí frekvece ω a ω j /, / j j j záme-l součtel útlumu ξ pouze pro prví vl. frekvec ω a předpokládáme-l, že ejméě je tlume. tvar, platí: 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 6. Modálí aalýza rozklad do vlastích tvarů Neklascký útlum Iterakce kostrukce a podloží Sestaveí matc pro systém kostrukce - podloží C M K C M K f f f f f Jý příklad eklasckého útlumu dskrétí tlumče (matce útlumu může být dagoálí) 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 7. Modálí aalýza rozklad do vlastích tvarů Volé kmtáí útlum klascký, ormovaé tvary kmtáí K u( t) C u( t) M u( t) 0 u(0) u0 u(0) u0 N u( t) q ( t) q ( t) q ( t) q ( t) 0 q (0) q q (0) q 0 0 řešeí modálí rovce vz soustavy s SV: q (0) (0) ( ) t q q t e q (0)cosDt sdt D D 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 8. Modálí aalýza rozklad do vlastích tvarů Počátečí podmíky pro modálí souřadce q (0) ; q (0) N u( t) q ( t) M N M u t M ( ) q ( t) vzhledem k podmíkám ortogoalty platí: Mu( t) Μ q ( t) q () t Mu() t Μ pro ormovaé tvary platí: q ( t) Mu( t) q q (0) Mu(0) (0) Mu(0) 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 9 3. Přímá tegrace pohybových rovc základí dea: pohybové rovce se postupě řeší jedotlvých okamžcích t, t +, časová osa se rozdělí pomocí délky tegračího kroku t t t dervace se ahradí dferecem, soustava dferecálích rovc se převede a rovce algebracké ozačeí: p p( t ) u u( t ) u u( t ) u u( t ) Μu Cu Ku p Mu Cu Ku p ezámé: u u u metody řešeí: eplctí pohybová rovce se používá v čase t mplctí pohybová rovce se používá v čase t + 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 0 3. Přímá tegrace pohybových rovc stejý postup se použje pro modálí aalýzu pro obecý eklascký útlum K u( t) C u( t) M u( t) p( t) N u( t) q ( t) Φq( t) Φ K Φ q( t) Φ C Φ q( t) Φ M Φ q( t) Φ p( t) ˆK Ĉ ˆM pˆ( t) Kˆ q( t) Cˆ q( t) Mˆ q( t) pˆ ( t) Mˆ q Cˆ q Kˆ q pˆ Mˆ q Cˆ q Kˆ q pˆ ezámé: q q q modálí rovce výhoda řešeí: obvykle malý počet modálích rovc P ( =, P) příklad eklasckého útlumu: terakce kostrukce s podložím 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 3. Přímá tegrace pohybových rovc 3. Metoda cetrálích dferecí eplctí metoda pohybové rovce přímá tegrace u f p M, C, K M, C, K modálí aalýza q f pˆ M, C, K Mˆ, Cˆ, Kˆ t t apromace rychlost a zrychleí M C K f M C K f t t pohybová rovce v čase t M C f K M M C t t t t t soustava N algebrackých rovc 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 3. Přímá tegrace pohybových rovc 3. Metoda cetrálích dferecí pro dagoálí matce M a C (C=0 ebo C=αM) se soustava rozpadá a ezávslé rovce výhoda délka tegračího kroku. metoda je podmíěě stablí délka tegračího kroku je omezea ejkratší perodou M (závsí a rozměru ejtužšího prvku) t M. v modálí aalýze délka je též závslá a perodě J ejvyššího uvažovaého vl.tvaru t J 0 3. je uté správě apromovat zatížeí, apř. akcelerogramy jsou obvykle udáváy pro časový krok 0.0 s. 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 3 3. Přímá tegrace pohybových rovc 3. Newmarkova metoda mplctí metoda t 0.5 t t t t apromace posuutí a rychlost M C K f pohybová rovce v čase t t M t C t K f C t K t 0.5 t soustava N algebrackých rovc délka tegračího kroku metoda je stablí pro vhodou volbu parametrů γ = / a β = /4 (metoda průměrého zrychleí) délka tegračího kroku je však omezea M t ejkratší perodou M zatížeí 0 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 4 3. Přímá tegrace pohybových rovc 3.3 Wlsoova metoda mplctí metoda délka tegračího kroku t t t metoda je epodmíěě stablí pro,37 t t 6 t apromace posuutí a rychlost M C K f pohybová rovce v čase tt soustava N algebrackých rovc metoda zavádí tzv. umercký útlum - v případě etlumeého kmtáí se v čase výchylky sžují - potlačuje se (ežádoucí) vlv vysokých vlastích tvarů a frekvecí a odezvu systému 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 5 3. Přímá tegrace pohybových rovc 3.4 Stablta a chyby umercké tegrace J t more accurate tha ( t 0.55 J ) J t 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 6 3. Přímá tegrace pohybových rovc 3.4 Stablta a chyby umercké tegrace volé kmtáí: 0 (0) ad (0) 0 ( ) cos mu ku u u u t t ( t 0. ) Chyby: sžováí ampltudy (AD) prodlužováí perody (PE) PE 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 7 3. Přímá tegrace pohybových rovc 3.5 Příklad metoda cetrálích dferecí 7 E 3.43*0 kn / m, I 3 bh 0.3*0.3 3 6.75*0 4 3.0m m a g ( t) / g k m 3.0m 0.. 0.30m /0. 30m 3.0m k 3.0m.7.0.5 3. 4 sec 7 EI *3.43*0 *6.75*0 k * * 3 4 L 3. m 60kN sec / m k k 8640 8640 K 8640 3780 k k 0.58sec 0.sec 4 8640kN / m m M 0 0 60 m 0 0 60 0.35 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí 8 3.5 Příklad metoda cetrálích dferecí Eplctí metoda tegrace etlumeé kmtáí * (,)* (,)* (,) * (,)* (,)* (,) (,) (,) (,) (,) (,) 0 0 (,) K K f M t K K f M t K K K K f f M M t K f M t M f K M M t t t

IV. MKP vyuceé kmtáí 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí 9 sezmcké zatížeí zrychleí v základové spáře ) a(t * (,)* (,)* (,)* (,) * (,)* (,)* (,)* (,) K K a M M t K K a M M t * 3780* 8640* 60* 60 * 8640* 8640* 60* 60 a t a t pro daou úlohu ezámé 3.5 Příklad metoda cetrálích dferecí

IV. MKP vyuceé kmtáí 3.5 Příklad metoda cetrálích dferecí t 0.0sec 0 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 3.5 Příklad metoda cetrálích dferecí t 0.05sec 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 3.5 Příklad metoda cetrálích dferecí m 0. t 0.08sec t crt 0.07 esprávé řešeí esprávé řešeí 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 3 3.5 Příklad metoda cetrálích dferecí t 0.09sec t crt establí řešeí establí řešeí 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 4 4. Aalýza ve frekvečí oblast základí dea: ) zatížeí se převede z časové oblast pomocí Fourerovy trasformace do oblast frekvečí ) provede se výpočet odezvy a jedotlvé harmocké složky zatížeí 3) pomocí verzí Fourerovy trasformace se odezva převede z frekvečí oblast do časové oblast p(t) Fourerova trasformace zatížeí p(ω) harmocká odezva u(t) verzí Fourerova trasformace odezvy u(ω) 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 5 4. Aalýza ve frekvečí oblast Odezva a harmocké zatížeí ustáleé kmtáí: - přímé řešeí vyjádřeím odezvy pomocí ampltudy a fáze - řešeí rozkladem do vlastích tvarů kmtáí 4. Ustáleé kmtáí přímé řešeí p( t) ps st pc cost K u( t) Cu( t) M u( t) p( t) u( t) u st u cost ( ) K M u Cu p S C S Cu K M u p S ( ) C C k-tá složka vektoru u(t) u S ; u u ( t) u st u cost u s( t ) k Sk Ck k k výhoda: lbovolá matce útlumu C S C soustava N algebrackých rovc (N = počet st. volost) u u u k Sk Ck k arcta u u Ck Sk 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 6 4. Aalýza ve frekvečí oblast 4. Ustáleé kmtáí rozklad do vlastích tvarů Pro ormovaé vlastí tvary a klascký útlum platí: K u( t) Cu( t) M u( t) p( t) q ( t) q ( t) q ( t) p( t) q q S C S q q S C C q t q t q t q t ( ) s cos s S C výhoda: obvykle P N p p u( t) q ( t) q N p( t) p st p cost S q ( t) q st q cost S S C ; q C C N soustav algebrackých rovc pro ezámé (N = počet st. volost) q q q S C soustav rovc pro ez. arcta q q C S 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 7 5. Příklady 5. Odezva základu turbosoustrojí a harmocké zatížeí rezoačí křvka 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí

IV. MKP vyuceé kmtáí 8 5. Příklady 5. Zavěšeý most áhlé přerušeí závěsu statcká hodota časový průběh ohybového mometu v bodě A 3DY0 Dyamka stavebích kostrukcí