ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Приближенные методы исследования колебаний систем из "Прикладная механика твердого деформируемого тела Том 3 " Можно доказать, что при подстановке в (17.336) функции, приближенно изображающей ось колеблющейся балки, а 1 получается с избытком. [c.240] Выполняя расчет системы с одной степенью свободы, рассматриваем его результат как приближенное решение для заменяемой системы. [c.241] Уравнения (17.343) — это уравнения метода Бубнова — Галер-кина. На самом деле используется не бесконечное число членов в сумме, а ограниченное количество (п) этих членов тогда формула (17.343) дает систему конечного порядка и рещение методом Бубнова — Галеркина является приближенным, дающим верхнюю оценку для искомой величины. Если решается задача о свободных колебаниях, то / = 0 и система уравнений (17.343) относительно коэффициентов а, однородна, вследствие чего ее определитель для получения нетривиального (ненулевого) реще-ния должен быть равен нулю. Составленное таким образом условие нетривиальности решения системы (17.343) представляет собой частотное уравнение, корнями которого являются собственные частоты. Собственные векторы матрицы системы (17.343) определяют собой формы свободных колебаний ). [c.243] Пример 17.43. Условия такие же, как и в примере 17.41. [c.243] Минимизация функционала осуществляется прямым методом — функция, от которой зависит функционал, представляется в виде конечной линейной комбинации координатных функций, удовлетворяющих граничным условиям и принадлежащих полной системе. В указанной линейной комбинации коэффициенты неизвестны. После подстановки этой линейной комбинации в функционал он превращается в функцию коэффициентов. Далее ищется минимум этой функции обычным путем, т. е. приравниваются нулю производные по коэффициентам. Получающиеся при этом уравнения, поскольку функционал является квадратичным, оказываются линейными алгебраическими и в случае свободных колебаний однородными. Условие ненулевого решения отмеченной системы уравнений — равенство нулю ее определителя и представляет собой уравнение частот корнями его являются собственные частоты системы. После отыскания частот обычным путем находятся собственные векторы матрицы системы уравнений. Эти векторы изображают собой формы свободных колебаний. [c.246] Метод Ритца дает приближение к искомым значениям собственных частот сверху. Важно иметь и приближение снизу. С этой целью был предложен специальный метод, носящий имя его автора Вайнштейна ). Поясним сущность метода в терминах механики. Пусть необходимо найти собственные частоты балки, защемленной по концам. Ищется балка, называемая базовой, собственные частоты которой соответственно меньше собственных частот исследуемой балки — балка с шарнирно опертыми концами. Далее рассматривается множество балок, концы которых защемлены упругоподатливо. Значения собственных частот у каждой балки этого множества больше, чем значения собственных частот с соответствующими номерами в базовой балке, и меньше, чем у исследуемой. Строится алгоритм отыскания этих промежуточных спектров частот, сводящихся к решению последовательности некоторых вариационных задач. Эта последовательность спектров частот и дает приближение к иско-мому спектру собственных частот балки, защемленной по концам, снизу. [c.246] Пример 17.44. Условие примера такое же, как в примере 17.41. [c.247] Как H в случае первого приближения, уравнения Ритца во втором приближении полностью совпадают с уравнениями Бубнова — Галеркина соответствующего приближения. [c.248] Вернуться к основной статье