Uploaded by Prav Siva

Dynamics eqs

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SHM:
π‘˜
Natural Frequency: 𝑀𝑛 = √π‘š
Amplitude: 𝐴 =
2 π‘₯ 2 +𝑣 2
√πœ”π‘›
0
0
πœ”π‘›
πœ”π‘›π‘₯0
)
𝑣0
Phase: πœ™ = tan−1 (
SDOF Systems
Mass Spring
sin
π‘šπ‘₯̈ + π‘˜π‘₯ = 𝐹0 cos(πœ”π‘‘).
𝐹
0
π‘₯(𝑑) = 𝐴1 sin(πœ”π‘› 𝑑) + 𝐴2 cos(πœ”π‘› 𝑑) + π‘˜−π‘šπœ”
2 cos(πœ”π‘‘), where 𝐴1 =
Mass Spring Damper
π‘šπ‘₯̈ + 𝑐π‘₯Μ‡ + π‘˜π‘₯ = πΉπ‘π‘œπ‘ (πœ”π‘‘), with initial conditions π‘₯0 , π‘₯Μ‡ 0
π‘˜
𝑐
πœ”π‘› = √π‘š , 𝜁 = 2√π‘˜π‘š =
π‘πœ”π‘›
2π‘˜
, πœ”π‘‘ = πœ”π‘› √1 − 𝜁 2
Free damping oscillation (Fcos(wt)=0)
𝐴=
[π‘₯02
+[
π‘₯Μ‡ 0 +πœπœ”π‘› π‘₯0 2
πœ”π‘‘
] ]
1⁄
2
π‘₯Μ‡ 0
,
πœ”
𝐹
0
𝐴2 = π‘₯0 − π‘˜−π‘šπœ”
2
π‘₯0 πœ” 𝑑
πœ™ = tan−1 (
π‘₯Μ‡ 0 +πœπ‘€π‘› π‘₯0
)-
Solution: π‘₯(𝑑) = + 𝐴𝑒
− πœ™)
⏟ πœπœ”π‘›π‘‘ cos(πœ”π‘‘ 𝑑 − πœ™0 ) + π‘‹π‘π‘œπ‘ (πœ”π‘‘
⏟
β„Žπ‘œπ‘šπ‘œπ‘”π‘’π‘›π‘œπ‘’π‘  π‘œπ‘Ÿ π‘‘π‘Ÿπ‘Žπ‘›π‘ π‘–π‘’π‘›π‘‘
π‘ π‘œπ‘™π‘’π‘‘π‘–π‘œπ‘›
π‘†π‘‘π‘’π‘Žπ‘‘π‘¦ π‘ π‘‘π‘Žπ‘‘π‘’
π‘ π‘œπ‘™π‘’π‘‘π‘–π‘œπ‘›
Convolution Approach
π‘šπ‘₯̈ (𝑑) + 𝑐π‘₯(𝑑) + π‘˜π‘₯ = 𝐹(𝑑)
π‘₯(𝑑) = ∫ 𝐹(𝜏)𝑔(𝑑 − 𝜏) β…†πœ
πΌπ‘šπ‘π‘’π‘™π‘ π‘’ π‘Ÿπ‘’π‘ π‘π‘œπ‘›π‘ π‘’, 𝑔(𝑑) =
1 −πœπœ” 𝑑
𝑛 sin(πœ” 𝑑)
𝑒
𝑑
π‘šπœ”π‘‘
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