background image

 

 

 

P O M O C E   N A U K O W E   I   D Y D A K T Y C Z N E

 

O B L I C Z E N I E   C Z Ę S T O Ś C I   D R G A Ń   W Ł A S N Y C H  

 

 

 

 

P

R A W A   A U T O R S K I E  

 

B

U D O W N I C T W O

P

O L S K I E

.

P L

 

G R U D Z I E Ń  2010 

 

 

    
    
    
    
    
    

O

O

O

O

BLICZENIE 

BLICZENIE 

BLICZENIE 

BLICZENIE     

    

CZĘSTOŚCI 

CZĘSTOŚCI 

CZĘSTOŚCI 

CZĘSTOŚCI 

    

DRGAŃ WŁASNYCH 

DRGAŃ WŁASNYCH 

DRGAŃ WŁASNYCH 

DRGAŃ WŁASNYCH 

    

    
    

A

A

A

A

LGORYTM DO PROGRAMU 

LGORYTM DO PROGRAMU 

LGORYTM DO PROGRAMU 

LGORYTM DO PROGRAMU MATHCAD

MATHCAD

MATHCAD

MATHCAD

    

    
    
    
    
    
    
    
    
    

    
    

background image

 

 

 

P O M O C E   N A U K O W E   I   D Y D A K T Y C Z N E

 

O B L I C Z E N I E   C Z Ę S T O Ś C I   D R G A Ń   W Ł A S N Y C H  

 

 

 

 

P

R A W A   A U T O R S K I E  

 

B

U D O W N I C T W O

P

O L S K I E

.

P L

 

G R U D Z I E Ń  2010 

 

 

    

    
    

    
    

    
    

    
    
    

    
    

    
    

    

Rozpatrujemy niewa

ż

k

ą

 belk

ę

 AB, dla której mamy wyznaczy

ć

 cz

ę

sto

ść

 

drga

ń

 swobodnych masy M. 

 

Oznaczenia: 

 

Dane: 

 

M - masa skupiona obci

ąż

aj

ą

ca belk

ę

 w [kg],

 

EJ - sztywno

ść

 zginania w [Nm2] ,

 

l - długo

ść

 prz

ę

sła belki,

 

n - mno

ż

nik sztywno

ś

ci zginania belki CB,

 

wielko

ś

ci szukane:

 

ω

 - cz

ę

sto

ść

 drga

ń

 swobodnych masy M,

 

Parametry zadania: 

 

 

background image

 

 

 

P O M O C E   N A U K O W E   I   D Y D A K T Y C Z N E

 

O B L I C Z E N I E   C Z Ę S T O Ś C I   D R G A Ń   W Ł A S N Y C H  

 

 

 

 

P

R A W A   A U T O R S K I E  

 

B

U D O W N I C T W O

P

O L S K I E

.

P L

 

G R U D Z I E Ń  2010 

 

 

 
 
 

 
 

 

 
 

 
 
 

 

 
 

 

 
 

 
 

 

 
 

 
 

 
 
 

 
 

 

 
 
 

 

 
 
 
 

 
 
 

Deklaracja danych: 

 

(1)

 

Długo

ść

 prz

ę

sła: 

 

l

2

m

:=

 

(2)

  Moduł Younga: 

E

205

GPa

:=

 

(3)

 

Moment bezwładno

ś

ci:

 

J

30

cm

4

:=

 

(4)

 

Mno

ż

nik:

 

n

3

:=

 

(5)

 

Masa skupiona:

 

M

30 kg

:=

 

Korzystaj

ą

c z metody sił mo

ż

emy zapisa

ć

:

 

δ

11 X1

p

+

X1

kc

 

1

( )

 

Obliczenia: 

 

Cz

ęść

 rozpatrywanej belki (belka CB) stanowi dla pozostałej cz

ęś

ci belki (tj. belki AD) 

wył

ą

cznie podpor

ę

 spr

ęż

yst

ą

 z racji pomijalnej masy własnej. Charakterystyka spr

ęż

ysta 

kc wynosi:

 

E J

6.15

10

4

×

N m

2

=

 

kc

3

n

E

J

l

3

:=

 

kc

6.919

10

4

×

N

m

=

 

background image

 

 

 

P O M O C E   N A U K O W E   I   D Y D A K T Y C Z N E

 

O B L I C Z E N I E   C Z Ę S T O Ś C I   D R G A Ń   W Ł A S N Y C H  

 

 

 

 

P

R A W A   A U T O R S K I E  

 

B

U D O W N I C T W O

P

O L S K I E

.

P L

 

G R U D Z I E Ń  2010 

 

 

 

 
 

 
 
 

 
 
 
 

 

 

 
 
 
 

 
 
 
 

 
 

 
 

 
 
 

 

 

 
 

 
 

 

 
 
 
 
 

Obliczamy przemieszczenie dla stanu jednostkowego.  Wynosi ono:

 

δ

11

1

E J

1

2

l

l

2

3

l

:=

 

δ

11

l

3

3

E

J

:=

 

δ

11

4.336

10

5

×

m

N

=

 

Obliczamy przemieszczenie dla oddziaływania zewn

ę

trznego mno

żą

c wykres Mp przez 

wykres M1.  Wynosi ono:

 

p

1

E J

1

2

l

2

l

2

2

3

l

2

l

2

+









:=

 

p

5

l

3

48

E

J

:=

 

p

1.355

10

5

×

m

N

=

 

To samo przemieszczenie mo

ż

emy uzyska

ć

 mno

żą

c wykres M1 przez wykres Mp.  

Wówczas mamy:

 

p

1

E J

l

2

l

2

l

4

1

2

l

2

l

2

2

3

l

2





+





:=

 

p

5

l

3

48

E

J

=

 

Zgodnie z (1) 

 

δ

11 X1

p

+

X1

kc

 

mamy:

 

X1

p

δ

11

1

kc

+

:=

 

X1

0.234

=

 

background image

 

 

 

P O M O C E   N A U K O W E   I   D Y D A K T Y C Z N E

 

O B L I C Z E N I E   C Z Ę S T O Ś C I   D R G A Ń   W Ł A S N Y C H  

 

 

 

 

P

R A W A   A U T O R S K I E  

 

B

U D O W N I C T W O

P

O L S K I E

.

P L

 

G R U D Z I E Ń  2010 

 

 

 

 

 
 

 
 
 

 

 
 
 

 
 

 
 

 

 
 

 
 

 
 
 

 

 
 

 
 
 
 

 
 

 
 

 

 
 
 

 
 
 

uD

uDo uD1 X1

+

 

Ugi

ę

cie w punkcie D dla P=1 wynosi:

 

uDo

l

2





3

3

E

J

:=

 

uDo

5.42

10

6

×

m

N

=

 

uD1

p

:=

 

uD1

1.355

10

5

×

m

N

=

 

uD

uDo uD1 X1

+

:=

 

uD

2.244

10

6

×

m

N

=

 

Charakterystyka zast

ę

pcza układu w punkcie D wynosi:

 

kzD

1

uD

:=

 

kzD

4.456

10

5

×

N

m

=

 

Szukan

ą

 cz

ę

sto

ść

 drga

ń

 zapiszemy nast

ę

puj

ą

co:

 

ω

kzD

M

:=

 

Zestawienie wyników: 

 

Ostatecznie mamy:

 

Cz

ę

sto

ść

 drga

ń

 swobodnych 

masy M 

 

ω

121.872

1

s

=