TİTREŞİM PROBLEMLERİNİN DOĞRUSALLAŞTIRILMASI

Slides:



Advertisements
Benzer bir sunumlar
DİFERANSİYEL AKIŞ ANALİZİ
Advertisements

Matlab ile Sayısal Diferansiyel
KARMAŞIK SAYILAR.
Doğrusal Kararlılık Analizi
9. ADİ DİFERANSİYEL DENKLEMLERİN SAYISAL ÇÖZÜMLERİ
Support Vector Machines
Çoklu Denklem Sistemleri
Projemizin İçeriği: Anahtarlanmış Doğrusal Sistemler
ZORLANMIŞ TİTREŞİMLER
Süleyman Demirel Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü
Bölüm6:Diferansiyel Denklemler: Başlangıç Değer Problemleri
Diferansiyel Denklemler
DENKLEMLER. DENKLEMLER ÜNİTE BAŞLIĞI X kimdir neye denir,neden gereksinim duyulmuştur.Bilinmeyeni denklem kurmada kullanırız.Bilinmeyen problemlerde.
GEOMETRİK PROGRAMLAMA
RAYLEIGH YÖNTEMİ : EFEKTİF KÜTLE
Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü
SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ
DOĞRUSAL DENKLEM SİSTEMLERİ ve MATRİSLER
Bölüm 3 BİR BOYUTLU HAREKET
Diferansiyel Denklemler
TRAFİK SORUNU Çözüm.
ÖZDEŞLİK İLE DENKLEM ARASINDAKİ FARK
DENKLEM ÇÖZME Sonraki sayfa
DOĞRUSAL DENKLEM SİSTEMLERİNİN GRAFİK İLE ÇÖZÜMÜ
NEWTON-RAPHSON İTERASYON YÖNTEMİ
DOĞRUSAL DENKLEMLER Tuba TIRAŞOĞLU
2 Birinci Mertebeden Adi Diferansiyel Denklemler
MEKANİK SİSTEMLERİNİN TEMEL ELEMANLARI
İKİNCİ DERECEDEN DENKLEMLER
İLKÖĞRETİM MATEMATİK 6.SINIF
Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü
SONLU ELEMANLARA GİRİŞ DERSİ
Diferansiyel Denklemler
DİFERANSİYEL DENKLEMLER
Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü
DİERANSİYEL DENKLEMLER
CEBİR CEBİRSEL İFADELER Cebirsel ifadelerde toplama ve çıkarma işlemi
MATEMATİK 1. DERECE DENKLEMLER.
SARKAÇ PROBLEMİNİN MATLAB ODE45 İLE ÇÖZÜMÜ
Diferansiyel Denklemler
Yapı Dinamiği Prof. Dr. Erkan ÇELEBİ 1. GİRİŞ
ÖLÇME VE ENSTRÜMANTASYON
Lineer Denklem Sistemlerinin
YAPI DİNAMİĞİ (İNS 307) Y.Doç.Dr. Yusuf SÜMER.
Denklemeler içerdiği değişkenin sayısına ve kuvvetine göre sınıflandırılır. Aşağıdaki örneklere bakarsak; 2x+4=15I. Dereceden I Bilinmeyenli Denklem x.
YAPI DİNAMİĞİ Prof. Dr. Erkan ÇELEBİ
Lineer Denklem Sistemlerinin Çözüm Yöntemleri
YAPI DİNAMİĞİ Prof. Dr. Erkan ÇELEBİ
Hatırlatma: Durum Denklemleri
1. Mertebeden Lineer Devreler
Fizyolojik Sistemlerin Modellenmesi ve Kontrolü
Zamanla Değişmeyen Lineer Kapasite ve
Biyomedikal Sistemlerin Modellenmesi ve Kontrolü Neslihan Serap Şengör İ.T.Ü. Elektronik ve Haberleşme Bölümü, oda no:1107 tel no:
ISIS IRIR ITIT Z=10e -j45, 3-fazlı ve kaynak 220 V. I R, I S, I T akımları ile her empedansa ilişkin akımları belirleyin.
Toplamsallık ve Çarpımsallık Özelliği
ERZURUM TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK ve MİMARLIK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ DÖNEMİ İNM 223 DİNAMİK DERSİ DERS BİLGİLENDİRMESİ.
AKIMDA KÜTLENİN KORUNUMU VE SÜREKLİLİK DENKLEMİ
Sürekli Sinüsoidal Hal
Eleman Tanım Bağıntıları
Hatırlatma: Durum Denklemleri
Ders Hakkında 1 Yarıyıl içi sınavı 11 Nisan 2010 % 26
5/40 ile çarpılır ve 2nd satır ile toplanır
PARÇACIĞIN KİNEMATİĞİ
2 Birinci Mertebeden Adi Diferansiyel Denklemler
Bölüm 3 BİR BOYUTLU HAREKET
Lineer Denklem Sistemlerinin
..Denklemler..
NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ
DİFERANSİYEL DENKLEM TAKIMLARI
ÖSS GEOMETRİ Analitik.
Sunum transkripti:

TİTREŞİM PROBLEMLERİNİN DOĞRUSALLAŞTIRILMASI ZK TİTREŞİM PROBLEMLERİNİN DOĞRUSALLAŞTIRILMASI (KÜÇÜK YER DEĞİŞTİRMELER) Titreşim problemleri, küçük ötelemeler ve küçük yer dönmeler kabulü ile doğrusal diferansiyel denklemler ile incelenmektedir. Büyük yer değiştirmeler söz konusu olduğunda doğru çözüm için diferansiyel denklemlerin nonlinear formları göz önünde bulundurulmalı ve çözümler bu şekilde yapılmalıdır. k R x  Burada sin ifadesi Taylor serisine açılır ise  <<1 için, küçük açılar için cos ifadesi için Taylor serisi yazılır ise  <<1 için , küçük açılar için

HAREKET DENKLEMİ OLUŞTURMA YÖNTEMLERİ ZK Bir nokta etrafında dönüş hareketine sahip kirişler için de benzer ifadeler geçerlidir.  O xA A F(t) k x(t) c m g HAREKET DENKLEMİ OLUŞTURMA YÖNTEMLERİ Titreşim analizi yapılacak sistemin matematik modelinin oluşturulmasını takiben literatürde mevcut yöntemlerden biri kullanılarak sistemin hareketini tanımlayan diferansiyel denklemler (hareket denklemleri) oluşturulur. Hareket denklemleri oluşturulur iken farklı yöntemler kullanılabilir. Bu yöntemlerden sık kullanılanları aşağıda verilmiştir. 1. Newton’un 2. yasası ile: Şekilde görülen sistem tek serbestlik dereceli sistemdir ve m kütlesinin hareketi x koordinatı ile tanımlanabilir. Newton’un 2. yasası gereği cisme etkiyen kuvvetlerin toplamı cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir.

Serbest Cisim Diyagramı ZK Serbest Cisim Diyagramı m F(t) x(t)=xs+xd(t) mg k(xs+xd) xs: m kütlesinin statik çökmesi xd: m kütlesinin statik çökme sonrasındaki yer değiştirmesi Newton’un 2. yasası gereği öteleme yapan sistemler için Dönme hareketi yapan sistemler için

veya 2. Dinamik Denge Yöntemi (d’Alembert Prensibi): ZK Yer değiştirme statik çökme etrafındaki yer değiştirmedir. 2. Dinamik Denge Yöntemi (d’Alembert Prensibi): Bu yöntemde cisme etki eden atalet kuvvetleri de serbest cisim diyagramında gösterilir ve cisim statik dengede kabul edilerek veya eşitlikleri kullanılır.

d’Alembert veya atalet kuvveti ZK m F(t) x(t)=xs+xd(t) mg k(xs+xd) d’Alembert veya atalet kuvveti yine x=xd ile

ZK 3. Enerji Yöntemi : Bu metod ile enerjinin korunumu prensibi uygulanır. Bir sistemin toplam enerjisinin artış hızı sisteme verilen güce eşittir. Burada Et sistemin potansiyel ve kinetik enerjilerinin toplamı, Pnet ise sisteme verilen net toplam güç olup; dış kuvvetler ve momentlerin sisteme verdikleri güç + işaretli, sistemin dışarıya verdiği mekanik güç ve sönümleyici elemanlar tarafından çevreye yayılan ısı gücü – işaretlidir. Sisteme verilen mekanik güçlerin toplamı Sistemin dışarıya verdiği mekanik güçlerin toplamı Sönümleyici elemanlardan dışa atılan ısıl güçlerin toplamı

ZK 4. Lagrange Yöntemi: Bu yöntemde de incelenen sisteme ait kinetik ve potansiyel enerjiler dikkate alınır. Ayrıca Sanal İş ilkesi ile dış kuvvetlerin ve sönüm kuvvetlerinin sistemin genel koordinatlarında gerçekleştirmiş oldukları sanal işler dikkate alınarak türetilen genel kuvvetler hareket denkleminin türetilmesi için kullanılır. Sisteme ait Lagrange ifadesi kinetik enerji ile potansiyel enerji farkına eşittir.

ZK Burada qi bir sistemin i. genel koordinatını, Qi ise bu koordinata etki eden kuvvetlerin toplamını (Genel Kuvvet) ifade eder. Genel kuvvet ifadesi Sanal İş ile elde edilir. Genel olarak kinetik enerjinin genel koordinat hızı ve potansiyel enerjinin genel koordinat ile ilişkili olduğu düşünüldüğünde Lagrange denklemi aşağıdaki basit formunu alır. g θ O l m Bununla birlikte bazı mekanik uygulamalarda kinetik enerji genel koordinatın bir fonksiyonu olabilir. Bu durumda Lagrange denkleminin genel ifadesindeki 3. terim dikkate alınmalıdır. Bu denklem öteleme yapan sistemler için bir kuvvet, dönme yapan sistemler için ise bir moment dengesidir.

ZK Genel kuvveti elde etmek için dış zorlamaların ve sönümleyici kuvvetlerin genel koordinatlar üzerindeki sanal işleri dikkate alınır. Genel koordinatlarda zamandan bağımsız olarak küçük değişimler dikkate alınarak () bu kuvvetlerin yaptığı iş

Örnek: Basit Sarkaç İçin Hareket Denkleminin Elde Edilmesi: ZK Örnek: Basit Sarkaç İçin Hareket Denkleminin Elde Edilmesi: Aşağıda verilen basit sarkaç için hareket denklemini d’Alembert ve Lagrange yöntemleri ile elde edelim. Merkezcil ivme Teğetsel ivme O noktasına göre toplam moment sıfıra eşitlenerek. Saat ibresi tersi yön pozitif alınarak

sin= Basit sarkaç harmonik bir hareket yapmaktadır. Dolayısı ile ZK sin= Basit sarkaç harmonik bir hareket yapmaktadır. Dolayısı ile Görüldüğü gibi basit sarkaç için salınım hareketi sarkaç boyundan etkilenmektedir.

Lagrange yöntemi ile hareket denklemi: ZK Lagrange yöntemi ile hareket denklemi: Basit sarkaç probleminde m kütlesinin kinetik enerjisi Potansiyel enerji ifadesi Sarkaç üzerinde dış zorlama veya sönüm yoktur. sin=

IO sarkacın dönme noktasına göre kütle atalet momentidir. ZK Örnek: Şekilde gösterilen sarkaç için (compound pendulum) hareket denklemini elde ediniz, doğal frekansını belirleyiniz. G O θ m, L, IO L L1 g IO sarkacın dönme noktasına göre kütle atalet momentidir. Küçük açısal yer değiştirmeler için sin θθ

ZK Örnek: Şekilde verilen tek serbestlik dereceli sistemin hareket denklemini yazınız ve doğal frekans ifadesini elde ediniz.

Örnek: Şekilde verilen tek serbestlik dereceli sistemin hareket ZK Örnek: Şekilde verilen tek serbestlik dereceli sistemin hareket denklemini elde ediniz. Newton’un 2. yasasına göre

ZK Örnek: Şekildeki tek serbestlik dereceli sistem için hareket denklemini elde ediniz.

Örnek: Şekildeki iki serbestlik dereceli sisteme ait hareket ZK Örnek: Şekildeki iki serbestlik dereceli sisteme ait hareket denklemlerini elde ediniz. Çok serbestlik dereceli sistemlerde Lagrange denklemi her bir genel koordinat için yazılır. x1 için Lagrange denklemi yazılır ise,

ZK x2 için Lagrange denklemi yazılır ise, Hareket denklemleri matris formunda yazılır ise Lineer sistemler için Kütle, Sönüm ve Direngenlik matrisleri simetriktir.

ZK Örnek: Aşağıdaki iki serbestlik dereceli sistemin hareket denklemlerini yazınız.

Lagrange denklemi θ1 için uygulanır ise, ZK Lagrange denklemi θ1 için uygulanır ise, Lagrange denklemi θ2 için uygulanır ise,

ZK Örnek: Aşağıdaki iki serbestlik dereceli sistemin hareket denklemlerini yazınız.

Lagrange denklemi x1 için uygulanır ise ZK Lagrange denklemi x1 için uygulanır ise Lagrange denklemi x2 için uygulanır ise

ZK

Örnek: Şekildeki iki serbestlik dereceli sisteme ait hareket ZK Örnek: Şekildeki iki serbestlik dereceli sisteme ait hareket denklemlerini elde ediniz. Hız Referans

x’e göre Lagrange denklemi ZK x’e göre Lagrange denklemi

θ’ya göre Lagrange denklemi ZK θ’ya göre Lagrange denklemi Küçük açılar için

l+r l θ k θ için Lagrange denklemi yazılır ise ZK Örnek: Şekildeki iki serbestlik dereceli sisteme ait hareket denklemlerini elde ediniz. g θ O l m l+r k θ için Lagrange denklemi yazılır ise

r için Lagrange denklemi yazılır ise ZK r için Lagrange denklemi yazılır ise