Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторная работа № 1.
ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ СИСТЕМЫ С ОДНОЙ СТЕПЕНЬЮ СВОБОДЫ
Исходные данные:
|
Номер |
Масса |
Жесткость |
Максимальное |
|
по жур- |
системы т , |
системы с, |
значение силы Ро, |
|
налу |
т |
кН/м |
кН |
|
1 |
51 |
11000 |
110 |
|
2 |
52 |
12000 |
120 |
|
3 |
53 |
13000 |
130 |
|
4 |
54 |
14000 |
140 |
|
5 |
55 |
15000 |
150 |
|
6 |
56 |
16000 |
160 |
|
7 |
57 |
17000 |
170 |
|
8 |
58 |
18000 |
180 |
|
9 |
59 |
19000 |
190 |
|
10 |
60 |
20000 |
200 |
|
11 |
61 |
21000 |
210 |
|
12 |
62 |
22000 |
220 |
|
13 |
63 |
23000 |
230 |
|
14 |
64 |
24000 |
240 |
|
15 |
65 |
25000 |
250 |
|
16 |
66 |
26000 |
260 |
|
17 |
67 |
27000 |
270 |
|
18 |
68 |
28000 |
280 |
|
19 |
69 |
29000 |
290 |
|
20 |
70 |
30000 |
300 |
|
21 |
71 |
31000 |
310 |
|
22 |
72 |
32000 |
320 |
|
23 |
73 |
33000 |
330 |
|
24 |
74 |
34000 |
340 |
|
25 |
75 |
35000 |
350 |
|
26 |
76 |
36000 |
360 |
|
27 |
77 |
37000 |
370 |
|
28 |
78 |
38000 |
380 |
|
29 |
79 |
39000 |
390 |
|
30 |
80 |
40000 |
400 |
1. Свободные колебания.
Исходные данные:
np, ns = 0 (внешняя нагрузка отсутствует)
в = 0 (нет сопротивления среды - вязкость отсутствует)
свободные колебания могут быть вызваны начальным смещением или на-
чальной скоростью.
1.1. Посмотреть и зарисовать с экрана графики движение массы в вре-
мени (осциллограмму) при значении z0 = 1 и z’0 = 1, записав значение
собственной частоты ω0.
1.2. Установить очень большое значение вязкости в > ω0 и зарисовать с
экрана график движения массы.
1.3. Изменяя значение в от 0 с шагом 0.5 подобрать значение вp, при
котором колебания затухают после 10 – 20 колебаний (вp - реальная
вязкость).
2. Внезапно приложенная нагрузка.
2.1. Вязкость реальная вp.
2.2. Ось времени на графике соответствует 40 периодам собственных ко-
лебаний. Величина np показывает, как быстро меняется время нагружения,
так если np = 2, то время нагружения (от О до максимума) соответствует
двум периодам собственных колебаний. Величина ns показывает, как
изменяется нагрузка, после чего принимает постоянное значение. Если np
= ns, то нагрузка достигает максимума и становится постоянной (прило-
жение нагрузки) . Если ns = 2 np, то нагрузка изменяется от нуля до мак-
симума и снова до нуля (импульсивное нагружение), а дальше становится
равной нулю.
2.3. Начальные смещение и скорость принять равными z0 = 0 и z’0 = 0.
2.4. Построить график изменения kдин (динамического коэффициента) от
скорости возрастания нагрузки np = ns , приняв различные значения np (на-
пример, 0.25, 0.5, 1, 2, 5 ... ), пока динамический коэффициент не примет
значение 1.05, что соответствует статическому нагружению. Пояснить явление удара.
3. Колебания при действии вибрационной нагрузки.
3.1. Вязкость реальная вp.
3.2. ns = 40
3.3. При действии малых частот возмущающей силы (принять np = 0.02)
получить график перемещений. График должен иметь выраженные
участки установившегося и неустановившегося процессов.
3.4. При двух вариантах вязкости (в0 и вp) построить график зависимо-
сти zmax от отношения θ/ω (приняв различные значения np , напри-
мер, 0.01, 0.1, 0.25, 0.5, 1, 2, 5 ... ).
3.5. Зарисовать график резонанса (np = 0.25, ns = 40)
3.6. Зарисовать график биений (np ≈ 0.25, ns = 40)
ВЫВОДЫ по разделам
Незатухающие и затухающие колебания (влияние вязкости)
Реальная вязкость.
Отсутствие колебаний при большой вязкости.
Зависимость динамического коэффициента от скорости возрастания
нагрузки. Установившийся и неустановившийся процессы.
Удар. Динамический коэффициент при ударе.
Амплитудно-частотная характеристика
Биения
Резонанс.
Лабораторная работа № 2
СИСТЕМА С ОДНОЙ СТЕПЕНЬЮ СВОБОДЫ. ДВИЖЕНИЕ ГРУЗА ПО
БАЛКЕ
Исходные данные:
|
Номер |
Масса |
Жесткость |
Вязкость |
|||
|
по жур- |
системы |
системы с, |
в, |
Пролет, |
Скорость, |
L /f |
|
налу |
т, |
кН/м |
кН/м |
м |
км / час |
|
|
т |
||||||
|
1 |
51 |
1100 |
0.5 |
100 |
100 |
200 |
|
2 |
52 |
1200 |
0.6 |
150 |
150 |
300 |
|
3 |
53 |
1300 |
0.7 |
200 |
200 |
400 |
|
4 |
54 |
1400 |
0.8 |
250 |
100 |
500 |
|
5 |
55 |
1500 |
0.9 |
100 |
150 |
600 |
|
6 |
56 |
1600 |
1.0 |
150 |
200 |
200 |
|
7 |
57 |
1700 |
1.1 |
200 |
100 |
300 |
|
8 |
58 |
1800 |
1.2 |
250 |
150 |
400 |
|
9 |
59 |
1900 |
1.3 |
100 |
200 |
500 |
|
10 |
60 |
2000 |
1.4 |
150 |
100 |
600 |
|
11 |
61 |
2100 |
1.5 |
200 |
150 |
200 |
|
12 |
62 |
2200 |
1.6 |
250 |
200 |
300 |
|
13 |
63 |
2300 |
1.7 |
100 |
100 |
400 |
|
14 |
64 |
2400 |
1.8 |
150 |
150 |
500 |
|
15 |
65 |
2500 |
1.9 |
200 |
200 |
600 |
|
16 |
66 |
2600 |
2.0 |
250 |
100 |
200 |
|
17 |
67 |
2700 |
0.5 |
100 |
150 |
300 |
|
18 |
68 |
2800 |
0.6 |
150 |
200 |
400 |
|
19 |
69 |
2900 |
0.7 |
200 |
100 |
500 |
|
20 |
70 |
3000 |
0.8 |
250 |
150 |
600 |
|
21 |
71 |
3100 |
0.9 |
100 |
200 |
200 |
|
22 |
72 |
3200 |
1.0 |
150 |
100 |
300 |
|
23 |
73 |
3300 |
1.1 |
200 |
150 |
400 |
|
24 |
74 |
3400 |
1.2 |
250 |
200 |
500 |
|
25 |
75 |
3500 |
1.3 |
100 |
100 |
600 |
|
26 |
76 |
3600 |
1.4 |
150 |
150 |
200 |
|
27 |
77 |
3700 |
1.5 |
200 |
200 |
300 |
|
28 |
78 |
3800 |
1.6 |
250 |
100 |
400 |
|
29 |
79 |
3900 |
1.7 |
100 |
150 |
500 |
|
30 |
80 |
4000 |
1.8 |
150 |
200 |
600 |
В соответствии с указаниями на мониторе
Enter - после заставки,
end - для ввода каждого из данных, home - ввод сначала.
end - после ввода всех данных, выписать значения двух коэффициентов ди-
намики – kдин экипажа и kдин пролетного строения.
Затем home и ввод новых данных.
end в конце работы.
Построить по данным вычислений графики:
1. Влияние жесткости пролетного строения на коэффициенты динамики.
Изменять заданную жесткость в 0.5, 1,2, 5, 10 раз. Построить графики.
Влияние скорости движения на динамические процессы. Увеличивать
скорость движения в 1, 2 ... раза, пока каждый из коэффициентов дина-
мики не достигнет максимума. В зоне максимумов найти значение ско-
рости с точностью 20 км/час.
Влияние вязкости на динамические процессы. Увеличивать вязкость в
1,2,3 раза.
end в конце работы.
ВЫВОДЫ
Влияние исследуемых факторов.
Лабораторная работа № 3.
СОБСТВЕННЫЕ ЧАСТОТЫ И ФОРМЫ КОЛЕБАНИЙ
Исследуемая балка разделена на 19 узлов.
Исходные данные: 1 - горизонтальная связь
2 - вертикальная связь
3 -связь, препятствующая повороту сечения
|
Номер |
Номер |
Вид |
Номер |
Вид |
Номер |
Вид |
Всего |
|
по жур- |
узла |
связи |
узла |
связи |
узла |
связи |
связей |
|
налу |
NF |
||||||
|
1 |
1 |
1, 2 |
8 |
2 |
17 |
2 |
4 |
|
2 |
3 |
2 |
9 |
О |
19 |
1, 2, 3 |
4 |
|
3 |
1 |
1, 2, 3 |
10 |
О |
17 |
2 |
4 |
|
4 |
3 |
2 |
8 |
2 |
19 |
1,2,3 |
5 |
|
5 |
1 |
1,2 |
9 |
О |
17 |
2 |
3 |
|
6 |
3 |
1,2 |
10 |
2 |
19 |
2 |
4 |
|
7 |
1 |
1, 2, 3 |
8 |
2 |
17 |
1, 2, 3 |
7 |
|
8 |
3 |
2 |
9 |
О |
19 |
1, 2 |
3 |
|
9 |
1 |
1,2 |
10 |
О |
17 |
1,2, 3 |
5 |
|
10 |
3 |
1,2 |
8 |
2 |
19 |
2 |
4 |
|
11 |
1 |
1, 2, 3 |
9 |
О |
17 |
2 |
4 |
|
12 |
3 |
2 |
10 |
2 |
19 |
1, 2, 3 |
5 |
|
13 |
1 |
1,2 |
8 |
2 |
17 |
2 |
4 |
|
14 |
3 |
2 |
9 |
О |
19 |
1, 2, 3 |
4 |
|
15 |
1 |
1,2,3 |
10 |
О |
17 |
2 |
4 |
|
16 |
3 |
1, 2 |
8 |
2 |
19 |
2 |
4 |
|
17 |
1 |
1, 2 |
9 |
О |
17 |
1,2,3 |
5 |
|
18 |
3 |
1, 2 |
10 |
2 |
19 |
2 |
4 |
|
19 |
1 |
1,2,3 |
8 |
2 |
17 |
1, 2, 3 |
7 |
|
20 |
3 |
2 |
9 |
О |
19 |
1, 2 |
3 |
|
21 |
1 |
1, 2 |
10 |
О |
17 |
2 |
3 |
|
22 |
3 |
2 |
8 |
2 |
19 |
1, 2, 3 |
5 |
|
23 |
1 |
1,2,3 |
9 |
О |
17 |
2 |
4 |
|
24 |
3 |
2 |
10 |
2 |
19 |
1, 2, 3 |
5 |
|
25 |
1 |
1, 2 |
8 |
2 |
17 |
2 |
4 |
|
26 |
3 |
2 |
9 |
О |
19 |
1, 2 |
3 |
|
27 |
1 |
1,2,3 |
10 |
О |
17 |
1, 2, 3 |
6 |
|
28 |
3 |
2 |
8 |
1,2 |
19 |
2 |
4 |
|
29 |
1 |
1, 2 |
9 |
0 |
17 |
1, 2, 3 |
5 |
|
30 |
3 |
2 |
10 |
1,2 |
19 |
2 |
4 |
В соответствии с указаниями на мониторе:
Enter - после заставки,
Выбрать ЕХI - ВЕАМ, нажать Y при выборе, Enter.
"CONTINUOUS ВЕАМ ANALYSIS" - Enter
пустое поле – Enter
оси – Enter
пустое поле – Enter
описание узлов NY – пропустить - Enter
описание элементов NE – пропустить - Enter
описание опор NF - нажать Y при выборе - Enter.
Вверху в строке справа ввести число опорных закреплений во всей балке
(шарнирно подвижная опора - NF=I, шарнирно неподвижная опора - NF=2,
жесткое защемление NF=3) - Enter.
Слева вверху ввести номер строки в таблице (первая строчка - 1) - Enter.
Ввести номер узла - Enter.
Ввести один из номеров связи - 1 - горизонтальная связь
2 - вертикальная связь
3 -связь, препятствующая повороту сечения,
Enter.
Ввести смещение опоры - всегда 0- Enter. При введении связей они появля-
ются на экране в зеленом цвете, имеющиеся в виде примера старые - белого
цвета.
Затем все повторяется, пока не будет заполнено NF строк.
Потом Enter (если не получилась заданная схема балки то, что необходимо,
нажать Esc), затем Enter, ... , Enter( пропуская ввод остальных исходных дан-
ных - жесткости упругого основания, нагрузки и массы).
INPUT DATA IS OVER (ввод закончен), Enter
ANALYSIS Enter
Вверху в строке справа ввести номер собственной формы колебаний (начать
с первой формы) Enter
Затем в той же строке ввести начальное значение первой собственной часто-
ты - лучше всего - О. Enter.
Затем в той же строке ввести конечное значение первой собственной частоты
- например - 1. Enter.
Enter, Enter, Enter ... идет итерационный поиск до тех пор, пока наверху не
появится строка "введите О (процесс поиска закончен) или EPS (другая точ-
ность вычислений)". Enter, Enter (погаснет экран), Enter.
Появляется заданная форма колебаний. Срисовать. Списать таблицу откло-
нения узлов от горизонтали - UY и записать частоту колебаний балки по
этой форме SW. Enter.
Все повторяется при поиске следующей формы колебаний. При вводе номера
формы – О – выход – Ctrl end.
Проверить ортогональность 1-ой и 2-ой (l-ой и 3-ей) форм колебаний:
условие ортогональности k и т собственных форм
ВЫВОДЫ.
Определение собственных форм и частот. Условие ортогональности.
Лабораторная работа № 4
КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ВОЗМУЩЕНИЕ, СЕЙСМИКА.
Исходные данные:
|
Номер |
Длина |
Масса |
Жесткость |
Вязкость |
Коэфф. |
Начальные |
|
по |
стержня, |
системы |
системы с, |
в, |
сейсмич- |
координаты и |
|
журналу |
м |
т, |
кН/м |
кН/м |
ности |
скорости |
|
Т |
Kс |
|||||
|
1 |
2 |
51 |
1100 |
0.5 |
0.2 |
О |
|
2 |
3 |
52 |
1200 |
0.6 |
0.4 |
О |
|
3 |
4 |
53 |
1300 |
0.7 |
0.6 |
О |
|
4 |
5 |
54 |
1400 |
0.8 |
0.8 |
О |
|
5 |
6 |
55 |
1500 |
0.9 |
0.2 |
О |
|
6 |
7 |
56 |
1600 |
1.0 |
0.4 |
О |
|
7 |
8 |
57 |
1700 |
1.1 |
0.6 |
О |
|
8 |
9 |
58 |
1800 |
1.2 |
0.8 |
О |
|
9 |
10 |
59 |
1900 |
1.3 |
0.2 |
О |
|
10 |
2 |
60 |
2000 |
1.4 |
0.4 |
О |
|
1 1 |
3 |
61 |
2100 |
1.5 |
0.6 |
О |
|
12 |
4 |
62 |
2200 |
1.6 |
0.8 |
О |
|
13 |
5 |
63 |
2300 |
1.7 |
0.2 |
О |
|
14 |
6 |
64 |
2400 |
1.8 |
0.4 |
О |
|
15 |
7 |
65 |
2500 |
1.9 |
0.6 |
О |
|
16 |
8 |
66 |
2600 |
2.0 |
0.8 |
О |
|
17 |
9 |
67 |
2700 |
0.5 |
0.2 |
О |
|
18 |
10 |
68 |
2800 |
0.6 |
0.4 |
О |
|
19 |
2 |
69 |
2900 |
0.7 |
0.6 |
О |
|
20 |
3 |
70 |
3000 |
0.8 |
0.8 |
О |
|
21 |
4 |
71 |
3100 |
0.9 |
0.2 |
О |
|
22 |
5 |
72 |
3200 |
1.0 |
0.4 |
О |
|
23 |
6 |
73 |
3300 |
1.1 |
0.6 |
О |
|
24 |
7 |
74 |
3400 |
1.2 |
0.8 |
О |
|
25 |
8 |
75 |
3500 |
1.3 |
0.2 |
О |
|
26 |
9 |
76 |
3600 |
1.4 |
0.4 |
О |
|
27 |
10 |
77 |
3700 |
1.5 |
0.6 |
О |
|
28 |
2 |
78 |
3800 |
1.6 |
0.8 |
О |
|
29 |
3 |
79 |
3900 |
1.7 |
0.2 |
О |
|
30 |
4 |
80 |
4000 |
1.8 |
0.4 |
О |
После ввода исходных данных перейти к расчету, посмотреть различие
между колебанием основания (землетрясение) и колебанием массы, а также определить коэффициент динамики β, нажав кнопку "числа".
Меняя в исходных данных у - значение максимального смещения ос-
нования, найти такое значение ymax, при котором наступит резонанс
(периоды колебаний массы и основания практически должны совпа-
дать – точность 0.01).
При двух значениях вязкости стержня В = 0 и В = заданному значению
построить два графика зависимости между коэффициентом динамики β
и периодом колебаний Т2 (величиной начального смещения - ymax )
ВЫВОД
Сравнить графики с приведенным в СНиП II-7 81* "Строительство в
сейсмических районах".
Лабораторная работа № 5: НЕЛИНЕЙНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И
УСТОЙЧИВОСТЬ СОСТОЯНИЙ ФЕРМЫ МИЗЕСА.
ЧАСТЬ 1. Исследование свободных колебаний фермы
Исходные данные:
|
Номер |
Масса |
Коэффици- |
Полупролет |
Стрела |
Жесткость |
|
т (тонны) |
ент вязкости |
а, м |
подъема |
ЕА, кН |
|
|
в |
f, м |
||||
|
1 |
1 |
О |
2 |
7 |
1000 |
|
2 |
2 |
1 |
3 |
6 |
2000 |
|
3 |
3 |
2 |
4 |
5 |
3000 |
|
4 |
4 |
3 |
5 |
4 |
4000 |
|
5 |
5 |
О |
6 |
3 |
1000 |
|
6 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2000 |
|
7 |
2 |
2 |
3 |
7 |
3000 |
|
8 |
3 |
3 |
4 |
6 |
4000 |
|
9 |
4 |
О |
5 |
5 |
1000 |
|
10 |
5 |
1 |
6 |
4 |
2000 |
|
11 |
1 |
2 |
2 |
3 |
3000 |
|
12 |
2 |
3 |
3 |
2 |
4000 |
|
13 |
3 |
О |
4 |
7 |
1000 |
|
14 |
4 |
1 |
5 |
6 |
2000 |
|
15 |
5 |
2 |
6 |
5 |
3000 |
|
16 |
1 |
3 |
2 |
4 |
4000 |
|
17 |
2 |
О |
3 |
3 |
1000 |
|
18 |
3 |
1 |
4 |
2 |
2000 |
|
19 |
4 |
2 |
5 |
7 |
3000 |
|
20 |
5 |
3 |
6 |
6 |
4000 |
|
21 |
1 |
О |
2 |
5 |
1000 |
|
22 |
2 |
1 |
3 |
4 |
2000 |
|
23 |
3 |
2 |
4 |
3 |
3000 |
|
24 |
4 |
3 |
5 |
2 |
4000 |
|
25 |
5 |
О |
6 |
7 |
1000 |
|
26 |
1 |
1 |
2 |
6 |
2000 |
|
27 |
2 |
2 |
3 |
5 |
3000 |
|
28 |
3 |
3 |
4 |
4 |
4000 |
|
29 |
4 |
О |
5 |
3 |
1000 |
Рис. 1
ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫХ.
End - нажимать, если менять данные нет необходимости,
Esc - нажимать, если требуется изменить исходные данные
(изменение данных - набрать необходимое число на клавиатуре в формате
англ. языка),
Enter - нажимать после каждого введенного данного. 1
Вводятся: масса т в тоннах,
коэффициент вязкости в,
в табличной форме координаты фермы (рис. 1)
|
Номер |
Координаты узла |
|
|
узла |
х |
у |
|
1 |
О |
О |
|
2 |
-а |
f |
|
3 |
а |
f |
в табличной форме длины и жесткости каждого стержня
(длину стержня сосчитать предварительно).
|
l |
EF |
|
l1 |
EF1 |
|
l2 |
EF2 |
Далее вводятся координаты возможного смещения центрального узла
( кинематическое возмущение).
Начальное ускорение принять равным нулю = 0 , = 0.
Тип внешнего воздействия в этой части работы - тип 0 (свободные колебания).
а) Исследование устойчивости состояния равновесия.
Следует проанализировать по очереди пять положений системы: x0 =
|
1. |
x0 = 0; y0 = О |
|
|
2. |
x0 = О; y0 = f |
|
|
2. |
x0 = О; y0 = 2f |
|
|
3. |
x0 = l0; y0 = f |
|
|
4. |
x0 = -l0; y0 = f |
Необходимо выяснить какие из предложенных положений системы
соответствуют устойчивому состоянию равновесия, какие - неустойчивому.
Для этого в каждом из вариантов координату Уо следует изменить, задав
y0 = y0 + 0.1.
В отчете для каждого варианта вычертить схему начального положения системы, зарисовать фазовые диаграммы для каждого из вариантов и на основании этих данных сделать выводы, какие из состояний устойчивы, какие - неустойчивы.
б) Исследование зависимости "частоты" свободных колебаний от "амплитуды".
Предварительно определяется частота системы в случае малых ли-
нейных колебаний: . Пояснить получение этой зависимости.
Выбирается начальное положение системы и затем меняется
положение центрального узла, например,:
|
1. |
x0 = 0; y0 = 0.1 f |
|
|
2. |
x0 = 0; y0 = 0.2 f |
|
|
3. |
x0 = 0; y0 = 0.4 f |
|
|
4. |
x0 = 0; y0 = 0.5 f |
|
5. |
x0 = 0; y0 = 0.7 f |
|
|
6. |
x0 = 0; y0 = 0.9 f |
|
|
7. |
x0 = 0; y0 = 1 f |
|
|
8. |
x0 = 0; y0 = -0.5 f |
Для каждого варианта с монитора выписываются значения "амплитуды",
"частоты" и "периода колебаний".
Результаты можно свести в таблицу:
|
Начальное y0 |
"Амплитуда" А, м |
"Период" Т, сек. |
"Частота" ω l/сек |
|
0.1 f |
|||
|
0.2 f |
|||
|
0.4 f |
|||
|
0.5 f |
|||
|
0.7 f |
|||
|
0.9 f |
|||
|
1 f |
|||
|
-0.5 f |
По этим данным следует построить "скелетную" кривую - зависи-
мость амплитуды от частоты и полученное решение сравнить с частотой при
малых перемещениях.
Эту часть можно усложнить:
Изменить жесткость системы, увеличив ее, например, в 100 раз.
Можно исследовать колебания, задав x0 ≠ 0.
PAGE \* MERGEFORMAT2