Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

Σχετικά έγγραφα
ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ. Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Ενότητα 11: ΟΡΘΟΓΩΝΙΚΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΙΔΙΟΜΟΡΦΩΝ Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Πολυβάθμια Συστήματα

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ. Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ. Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Ενότητα 3&4: ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗΣ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ. Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Πολυβάθμια Συστήματα. (συνέχεια)

Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

Αντισεισμική Τεχνολογία Ι. Σεισμική Απόκριση Πολυβαθμιών Συστημάτων. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

Γενικευμένα Mονοβάθμια Συστήματα

Πολυβάθμια Συστήματα. (συνέχεια)

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 5: Παράγωγος Πεπλεγμένης Συνάρτησης, Κατασκευή Διαφορικής Εξίσωσης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Πολυβάθμια Συστήματα ( ) Εξαναγκασμένη Ταλάντωση

Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

7. Δυναμική Ανάλυση ΠΒΣ

Φυσική (Ε) Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Ενότητα 2: Θεωρία ταλαντώσεων (Συνοπτική περιγραφή) Αικατερίνη Σκουρολιάκου. Τμήμα Ενεργειακής Τεχνολογίας

Δυναμική Ηλεκτρικών Μηχανών

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ. Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

ΜΑΘΗΜΑ: ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ

ΚΑΤΑΣΤΡΩΣΗ ΔΙΑΦΟΡΙΚΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΠΟΛΥΒΑΘΜΙΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 55

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι

Ελεύθερη Ταλάντωση Μονοβάθμιου Συστήματος

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 9: Κίνηση Σε Πολικές Συντεταγμένες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΠΠΜ 320: Δυναμική Ανάλυση των Κατασκευών

Ελαστικά με σταθερά ελαστικότητας k, σε πλευρικές φορτίσεις και άκαμπτα σε κάθετες φορτίσεις. Δυναμικό πρόβλημα..

Δυναμική εργαλειομηχανών

Φυσική για Μηχανικούς

Λογισμός 3. Ενότητα 19: Θεώρημα Πεπλεγμένων (γενική μορφή) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος ΠΠΜ 501: Προχωρημένη Ανάλυση Κατασκευών με Η/Υ. Ενδιάμεση Πρόοδος. 6:00-8:00 μ. μ.

υναµική Μηχανών Ι Ακαδηµαϊκό έτος : Ε. Μ. Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι - 22.

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

ΠΠΜ 501: Προχωρημένη Ανάλυση Κατασκευών με Η/Υ

Μάθημα: Στατική και Δυναμική των Κατασκευών

6. Δυναμική Ανάλυση Μονοβαθμίων Συστημάτων (ΜΒΣ)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Μοριακή Δομή ΙΙ Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

Οικονομετρία. Συστήματα συναληθευουσών εξισώσεων Συνθήκες ταυτοποίησης. Τμήμα: Αγροτικής Οικονομίας & Ανάπτυξης. Διδάσκων: Λαζαρίδης Παναγιώτης

Γενική Φυσική. Ενότητα 8: Ταλαντώσεις. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Μαθηματικών

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1 Ενότητα # 5: Χρήση μετασχηματισμού Laplace για επίλυση ηλεκτρικών κυκλωμάτων Μέθοδοι εντάσεων βρόχων και τάσεων κόμβων

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1 Ενότητα # 6: Έννοια της συνάρτησης μεταφοράς Παραδείγματα εφαρμογής σε φυσικά συστήματα

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου. Ενότητα Α: Γραμμικά Συστήματα

ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΠΟΛΥΒΑΘΜΙΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

υναµική Μηχανών Ι Ακαδηµαϊκό έτος : Ε. Μ. Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι - 8.

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ Ι. Αντισεισμική Τεχνολογία Ι. Συντονιστής: Ι. Ψυχάρης Διδάσκοντες: Χ. Μουζάκης, Μ. Φραγκιαδάκης

Αστικά υδραυλικά έργα

Εξίσωση Κίνησης Μονοβάθμιου Συστήματος (συνέχεια)

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου II

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

ΘΕΜΑ Α Να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω προτάσεις Α1 Α5 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

υναµική Μηχανών Ι Ακαδηµαϊκό έτος : Ε. Μ. Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι - 7.

ΑΣΚΗΣΗ 7. έκδοση DΥΝI-EXC b

Σεισμική Απόκριση Μονοβάθμιου Συστήματος

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1 Ενότητα # 8: Αντίστροφος μετασχηματισμός Laplace Εφαρμογή σε απόκριση συστήματος: Σύστημα 1 ης τάξης

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Φυσική. Ενότητα # 6: Βαρυτικό Πεδίο

Περιβαλλοντική Χημεία

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 1: Συναρτήσεις και Γραφικές Παραστάσεις. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Κεφάλαιο 14: Στατική μη-γραμμική Ανάλυση (Pushover Analysis) Πολυωρόφων

Δυναμική Ηλεκτρικών Μηχανών

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

Σύνθεση ή σύζευξη ταλαντώσεων;

ΦΥΣΙΚΗ. Ενότητα 2: ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ. Αν. Καθηγητής Πουλάκης Νικόλαος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε.

Ελεύθερη Ταλάντωση Μονοβάθμιου Συστήματος (συνέχεια)

υναµική Μηχανών Ι Ακαδηµαϊκό έτος : Ε. Μ. Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι - 10.

β. Το πλάτος της σύνθετης ταλάντωσης είναι : Α = (Α 1 ² + Α 2 ² + 2 Α 1 Α 2 συν φ) (φ = π rad) Α = (Α 1 ² + Α 2 ² + 2 Α 1 Α 2 συν π) Α = [Α 1 ² + Α 2

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

ΦΥΣΙΚΗ. Ενότητα 2: Ταχύτητα - Επιτάχυνση

ΕΞΑΝΑΓΚΑΣΜΕΝΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΠΟΛΥΒΑΘΜΙΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 93

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΟΥ ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ, 8 Μαρτίου 2019 Διδάσκοντες: Βαρσάμης Χρήστος, Φωτόπουλος Παναγιώτης

Ιόνιο Πανεπιστήμιο - Τμήμα Πληροφορικής

ΦΥΣΙΚΗ. Ενότητα 8: ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΣΤΑΘΕΡΟ ΑΞΟΝΑ. Αν. Καθηγητής Πουλάκης Νικόλαος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε.

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Δυναμική και Έλεγχος E-L Ηλεκτρομηχανικών Συστημάτων

Τίτλος Μαθήματος: Εργαστήριο Φυσικής Ι

Δυναμική Μηχανών Ι. Διδάσκων: Αντωνιάδης Ιωάννης. Απόκριση Συστημάτων 1 ου Βαθμού Ελευθερίας, που περιγράφονται από Σ.Δ.Ε.

Φυσική (Ε) Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Ενότητα 4: Προσδιορισμός της σταθεράς ενός ελατηρίου. Αικατερίνη Σκουρολιάκου. Τμήμα Ενεργειακής Τεχνολογίας

ΑΣΚΗΣΗ 19. έκδοση DΥΝI-EXC a

Ηλεκτρικά Κινητήρια Συστήματα

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1 Ενότητα # 7: Άλγεβρα βαθμίδων (μπλόκ) Ολική συνάρτηση μεταφοράς

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Κεντρικά Δυναμικά Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 6: Ακρότατα Συνάρτησης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Βιομηχανικοί Ελεγκτές

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων

Γενική Φυσική Ενότητα: Δυναμική Άκαμπτου Σώματος

ΟΙΚΟΝΟΜΕΤΡΙΑ. Ενότητα 3: Πολλαπλή Παλινδρόμηση. Αναπλ. Καθηγητής Νικόλαος Σαριαννίδης Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων (Γρεβενά)

Δυναμική Μηχανών I. Σύνοψη Εξεταστέας Ύλης

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

Μηχανική Ι - Στατική

Μαθηματικά Και Στατιστική Στη Βιολογία

υναµική Μηχανών Ι Ακαδηµαϊκό έτος : Ε. Μ. Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι - 9.

ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ. Στυλιανός Τσίτσος

Οικονομικά Μαθηματικά

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1

Transcript:

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Ενότητα 10: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΔΥΟ ΒΑΘΜΩΝ ΕΛΕΥΘΕΡΙΑΣ (-ΒΕ) Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ 1

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Κεντρικής Μακεδονίας» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους

Ενότητα 10 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

Περιεχόμενα ενότητας 1 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΔΥΟ ΒΑΘΜΩΝ ΕΛΕΥΘΕΡΙΑΣ (-ΒΕ) Η διατύπωση της δυναμικής ισορροπίας πολυβάθμιων συστημάτων διευκολύνεται μέσω της χρήσης μητρώων 3 ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ -ΒΕ 4 ΑΝΑΠΟΣΒΕΣΤΗ ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ν-βε

Σκοποί ενότητας

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΔΥΟ ΒΑΘΜΩΝ ΕΛΕΥΘΕΡΙΑΣ (-ΒΕ) Mονοβάθμιος ταλαντωτής συγκεντρωμένη μάζα, απόσβεση, ακαμψία και διέγερση η προκύπτουσα κίνηση να δύναται να περιγραφεί από μία και μόνο μεταβλητή Μόνον σπάνιες περιπτώσεις κατασκευών καλύπτουν αυτή την προϋπόθεση

Αντίθετα, η πλειονότητα των κατασκευών παρουσιάζουν χωρικά κατανεμημένα φορτία βαρύτητας (και άρα μάζες) και στοιχεία δυσκαμψίας, η διακριτοποίηση των οποίων καταλήγει σε συστήματα πολλών βαθμών ελευθερίας κίνησης Το απλούστερο πολυβάθμιο σύστημα είναι αυτό με δύο βαθμούς ελευθερίας Ένα τέτοιο σύστημα, για παράδειγμα, αποτελεί ένα διώροφο επίπεδο διατμητικό πλαίσιο με άκαμπτα ζυγώματα και αβαρή υποστυλώματα

m Ι u (t) f (t) k m 1 Ι u 1 (t) f 1 (t) k 1 Διατμητικό πλαίσιο δύο βαθμών ελευθερίας Άκαμπτα ζυγώματα Αξονική ατένεια αβαρών υποστυλωμάτων Μηδενική απόσβεση

Για την κατάστρωση των εξισώσεων δυναμικής ισορροπίας επιχειρούνται τομές των δύο ζυγωμάτων από τις οποίες προκύπτουν και τα αντίστοιχα διαγράμματα ελευθέρου σώματος (ΔΕΣ) f I f (t) f Sa f I1 f Sb f 1 (t) f Sa f Sb f S1a Όπου f Ij = η δύναμη αδράνειας μάζας j = m j * u j Και f Sj = f Sja + f Sjb = k j *(u j u i ) = η ελαστική δύναμη επαναφοράς στάθμης j λόγω των στοιχείων σύνδεσης της στάθμης αυτής με την αμέσως χαμηλότερη στάθμη f S1b

Από τα ΔΕΣ των δύο ζυγωμάτων προκύπτουν οι ακόλουθες διαφορικές εξισώσεις δυναμικής ισορροπίας: f I + f S1 = f (t) m u + k (u -u 1 ) = f (t) f I1 + f S1 + f S10 = f 1 (t) m 1 u 1 + k (u 1 -u ) +k 1 u 1 = f 1 (t) Άρα στην περίπτωση των πολυβάθμιων ταλαντωτών έχουμε: Σύστημα διαφορικών εξισώσεων, όσες και οι βαθμοί ελευθερίας του ταλαντωτή Επιπλέον, οι εξισώσεις του συστήματος είναι συζευγμένες

Η διατύπωση της δυναμικής ισορροπίας πολυβάθμιων συστημάτων διευκολύνεται μέσω της χρήσης μητρώων

5 ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ -ΒΕ Έστω ότι το όροφο πλαίσιο ταλαντώνεται ελεύθερα λόγω επιβεβλημένων αρχικών μετατοπίσεων ή /και ταχυτήτων Τότε, η εξίσωση κίνησης σε μητρωική μορφή είναι: Μ*U + K*U = 0 Αν οι αρχικές συνθήκες είναι κατάλληλες, η ταλάντωση κάθε ζυγώματος θα είναι αρμονική, με κοινή κυκλική συχνότητα αλλά διαφορετικό εύρος: u 1(t) φ1 cos(ωt θ) φ1 U(t) = u (t) = φ cos(ωt θ) = φ cos(ωt-θ) = Φ cos(ωt-θ)

Παραγωγίζοντας δύο φορές ως προς τον χρόνο, το αντίστοιχο διάνυσμα επιταχύνσεων προκύπτει ως: U (t) = ω φ1 cos(ωt θ) ω φ cos(ωt θ) = -ω Φ cos(ωt-θ) Αντικαθιστώντας στην εξίσωση ισορροπίας, έχουμε: M [-ω Φ cos(ωt-θ)] + K [Φ cos(ωt-θ)] = [0] {K - ω Μ} Φ cos(ωt-θ) = [0] Με δεδομένο ότι το διάνυσμα των ευρών μετάθεσης Φ δεν είναι μηδενικό, τότε για να ισχύει η εξίσωση για κάθε χρονική στιγμή t, θα πρέπει η ορίζουσα του μητρώου που περιλαμβάνεται στην αγκύλη να ισούται με μηδέν

Κ - ω Μ k k m - k = [0] 1 1 = [0] - k k m ω 4 (m 1 m ) ω {(k 1 +k )m + k m 1 } + k 1 k = 0 Θέτοντας ω = λ, σχηματίζουμε ένα τριώνυμο ως προς λ με λύσεις λ 1 = ω 1 και λ = ω Συνεπώς, σε ένα σύστημα -ΒΕ υπάρχουν δύο συχνότητες ελεύθερης ταλάντωσης (ιδιοσυχνότητες) Αντικαθιστώντας στην αρχική εξίσωση: {K ω j Μ} Φ j cos(ω j t-θ) = [0] {K ω j Μ} Φ j = [0] Η παραπάνω εξίσωση προσδιορίζει τις ιδιομορφές Φ j ως σχέσεις αναλογίας μεταξύ των συνιστωσών τους, και όχι με συγκεκριμένες αριθμητικές τιμές Είναι συνήθης η πρακτική να τίθεται μία συνιστώσα ίση με την μονάδα και να προκύπτουν οι υπόλοιπες από τις σχέσεις αναλογίες

Άσκηση Να υπολογισθούν οι ιδιοπερίοδοι Τ j και να σχεδιασθούν ιδιομορφές Φ j του διώροφου διατμητικού πλαισίου αμελητέας απόσβεσης (ξ = 0) Τα υποστυλώματα θεωρούνται αβαρή και τα ύψη των ορόφων είναι ίδια (h) m Ι u (t) Ι m k k u 1 (t)

Επίλυση: Η δυσκαμψία των υποστυλωμάτων ορόφου είναι k = *1EI/h 3 = 4EI/h 3, ενώ των υποστυλωμάτων ισογείου, k = *1E*I/h 3 = 48EI/h 3 Οι εξισώσεις δυναμικής ισορροπίας προκύπτουν ως:

Οι ιδιοσυχνότητες υπολογίζονται από την σχέση Κ - ω Μ 3k m - k = 0 = 0 - k k m ω 4 m 5ω km + k = 0 Οι λύσεις του τριωνύμου είναι ω 1 = k/m και ω = k/m, με αντίστοιχες ιδιοπεριόδους τις 8m Τ 1 = π/ω 1 = π, Τ = π/ω = π k m k

Οι ιδιομορφές Φ 1 και Φ, υπολογίζονται ως:

Θέτοντας αυθαίρετα φ 1 = φ = 10, έχουμε:

ΑΝΑΠΟΣΒΕΣΤΗ ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ν-βε Οι εξισώσεις ισορροπίας του δευτεροβάθμιου διατμητικού πλαισίου, εύκολα επεκτείνονται και για την περίπτωση συστήματος με ν- βαθμούς ελευθερίας m ν k ν m ν-1 k ν-1 m 3 u ν u ν-1 u 3 m ν m ν-1 m 3 k ν k ν-1 u ν u ν-1 u 3 k 3 k 3 Εδώ, με k j συμβολίζεται η συνολική δυσκαμψία των υποστυλωμάτων, που συνδέουν την στάθμη j με την αμέσως χαμηλότερη m k m 1 k 1 u u 1 m m 1 k k 1 u u 1

Από την δυναμική ισορροπία κάθε μιας μάζας χωριστά, προκύπτει το ακόλουθο σύστημα εξισώσεων ελεύθερης ταλάντωσης σε μητρωϊκή μορφή: όπου M U + K U = 0 U(t) = διάνυσμα μετάθεσης = u 1(t) u (t) u 3(t) u 1(t) u (t)

Μ = μητρώο μάζας = Κ = μητρώο δυσκαμψίας = m 0 0 0 0 1 0 m 0 0 0 0 0 m 0 0 3 0 0 0 m 0 1 0 0 0 0 m k k k 0 0 0 1 k k k k 0 0 3 3 0 k k k 0 0 3 3 4 0 0 0 k k k 1 0 0 0 k k

Στο υπόψη σύστημα ν-βε, υπάρχουν ν ιδιοσυχνότητες ω j που αντιστοιχούν σε ν ιδιομορφές Φ j, για j = 1,,, ν Το μητρώο Φ που προκύπτει από την παράθεση των ν ιδιομορφών Φ j, ονομάζεται ιδιομορφικό μητρώο και ισούται με:,,, 1 1 1 1 11 1

Τέλος Ενότητας 9