Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

172

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
324.91 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

 

«Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

 

(СибАДИ)»

И

 

 

 

 

 

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧДИНАМИКИ

 

 

Д

СИСТЕМ

ОДНОМАССОВЫХА

 

б

 

 

 

Учебно-методическое пособие

и

 

 

 

С

 

 

 

 

Омск •2016

1

УДК 624.04 ББК 38.112

М15

Авторы: С.А. Макеев, З.Н. Соколовский, В.Г. Тютнева, Е.А. Титова

Рецензенты:

д-р техн. наук В.И. Сологаев (ОмГАУ),

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве учебно-методического пособия.

Макеев, Сергей Александрович.

М15 Решение задач динамики одномассовых систем [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие / С.А. Макеев, З.Н. Соколовский, В.Г.

Тютнева, Т.А. Титова. – Электрон. дан. Омск : СибАДИ, 2016. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r_plus/cgiirbis_64_ft.exe. - Режим доступа: для авторизованных пользователей.

Дано практическое видеоруководство по автоматизированному решению задач динамики одномассовых систем. Приведены многочисленные примеры расчетов одномассовых конструкций.

Предназначено для обучающихся всех форм обучения по направлению «Строительство» и специальности «Строительство уникальных зданий и сооружений» как основа для самостоятельного зучен я освоения отдельных разделов курсов – «Сопротивление материалов», «Физикомеханические основы расчетов строительных конструкц й», «Выч слительные методы в строительстве», «Основы автоматизированного проектирования», «Динамика и устойчивость в расчетах несущ х стро тельных конструкций», «Методы решения научно -технических задач в строительстве», «Компьютерное моделирование строительных конструкц й».

Работа подготовлена на кафедре «Строительные конструкции». Видео 5: длит. 1 час 14 мин. Программный комплекс 1. Библиогр.: 6 назв.

д-р техн. наук С.В. Савельев (СибАДИ), СибАДИд-р техн. наук А.В. Бородин (ОмГУПС)

Мультимедийное издание (241,0 КБ)

Системные требования : Intel, 3,4 GHz ; 150 МБ ; Windows XP/Vista/7 ; DVD-ROM ;

1 ГБ свободного места на жестком диске ; программа для чтения pdf-файлов Adobe Acrobat Reader ; Google Chrome Издание первое. Дата подписания к использованию 09.11.2016

РИО ИПЦ СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1 © ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2016

Содержание

Введение

Видеоурок № 1. Основы теории колебаний одномассовых систем. Обзор расчетных схем (длительность 14 минут)

Видеоурок № 2. Свободные колебания (длительность 12 минут) Видеоурок № 3. Падение груза с высоты (длительность 12 минут) Видеоурок № 4. Вынужденные колебания (длительность 19 минут) Видеоурок № 5. Параметрические колебания (длительность 17 минут) Excel-файл «Динамика одномассовых систем»

- Как перевести, напр мер, 20 МПа в кгс/см2?

Вопросы по оценке остаточных знаний

И

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

Ссылка на справочные и нормативные материалы

 

 

 

Д

Видео по переводу технических единиц:

 

- 1 Н − это сколько…?

 

А

 

 

 

 

 

- 1 Па − это много ли мало?

 

 

 

 

б

 

 

и

 

 

 

С

 

 

 

 

3

ВВЕДЕНИЕ

Электронное учебно-методическое пособие можно использовать для эффективной организации аудиторной и внеаудиторной самостоятельной работы обучающихся при выполнении лабораторных работ и практических расчетов по исследованию динамического поведения одномассовых систем. Такое пособие по сравнению с традиционным электронным курсом, размещенным в системе дистанционного обучения вуза, имеет ряд преимуществ: неограниченный доступ, возможность использования в условиях подключения к сети Интернет, удобная для восприятия форма в видеоуроков.

Целью пособия является обучение методам расчета на динамические воздействия

В ходе знакомства с учебным материалом, представленным в видеоуроках и дальнейшего решения практических задач в прилагаемом Excelшаблоне перед обучающимися ставятся следующие задачи:

1.

Изучение основных элементов теории динамического поведения

несущих строительных конструкций зданий и сооруженийИ.

2.

Приобретение навыков применения математических моделей

строительных конструкций с учетом динамического воздействия.

3.

 

Д

Освоение основных принципов численного анализа динамического

поведения строительных систем.

В результате изучен я уче Аного материала, содержащегося в видео-

курсе, обучающийся будет знать:

- физические аспектыбявлений, вызывающих особые нагрузки и воз-

- виды динамическихивоздействий;

- теоретические основы решения динамических задач строительной

механики, положения соответствующих нормативных документов;

- основы компьютерногоС

моделирования строительных конструкций;

- основы расчетов на прочность, жесткость стержней.

Уметь:

-формулировать и решать практические задачи динамического воздействия, возникающие в ходе научно-исследовательских и проектных работ по расчету и разработке конструкций зданий , сооружений, типовых несущих конструкций, требующих использования современных вычислительных средств и программного обеспечения;

-грамотно выбирать динамическую расчетную схему сооружения;

-составлять и решать дифференциальные уравнения движения деформируемых систем в зависимости от начальных условий;

4

-определять частоты и формы свободных колебаний, а также параметры вынужденных колебаний;

-определять внутренние усилия в отдельных сечениях конструкций при решении динамических задач;

-составлять характеристические уравнения устойчивости для различных систем и сооружений, решать их с использованием современных вычислительных алгоритмов при помощи ЭВМ;

-выполнять расчеты строительных конструкций и сооружений на динамические воздействия с использованием ЭВМ, анализировать и оценивать получаемые результаты расчетов.

Владеть:

-основными методами постановки, исследования и решения задач

механики; навыками использования практических приемов и современных алгоритмов расчета сооружений на прочность, жесткость и динамические воздействия при помощи аналитических методов и с помощью сущест-

-современными IT-технологиями расчетаИи проектирования строительных конструкций;

-навыками самостоятельной научноД-исследовательской деятельности

вобласти проведения поиска и отбора информации, компьютерного моделирования конструкций с использованиемА современных программных комплексов и компьютерных технологий.б

Си

5

Электронное учебно-методическое пособие состоит из 5 видеоуроков и Excel-шаблона решения задач по автоматизированному исследованию динамики одномассовых систем. Материал пособия позволяет в онлайн режиме:

-исследовать свободные колебания одномассовых конструкций без демпфирования и с демпфированием;

-вычислять коэффициенты динамического усиления;

-решать задачи о падении груза с высоты, горизонтальном ударе;

-анализировать вынужденные колебания при силовом и кинематическом возбуждении;

-анализировать параметрические системы, описываемые уравнениями типа Матье-Хилла;

-исследовать параметрический резонанс.

 

 

 

И

 

Краткоесодержание

электронногоучебно-методического пособия

 

 

Д

Видеоурок № 1. Основы теории колебаний одномассовых систем. Об-

зор расчетных схем.

А

 

Видеоурок знакомит с возможностями шаблона «Динамика одномас-

 

б

 

 

совых систем», основами теории колебаний одномассовых систем, ком-

плексом задач, решаемых в данном пособии.

 

Видеоурок № 2. Сво одные коле ания.

 

С

 

 

 

Видеоурок позволяетиосвоить возможности автоматизированного

шаблона по исследованию свободных колебаний одномассовых систем без демпфирования и с демпфированием.

Видеоурок № 3. Падение груза с высоты.

Видеоурок дает пошаговую технологию решения задач динамики одномассовых систем при падении груза с высоты, горизонтальном ударе, расчета коэффициента динамического усиления, расчета динамического прогиба и напряжений.

Видеоурок № 4. Вынужденные колебания.

6

Видеоурок позволяет освоить технологию исследования вынужденных колебаний одномассовых систем при силовом и кинематическом возбуждении, анализ установившегося движения.

Видеоурок № 5. Параметрические колебания.

Данное видео позволяет научиться самостоятельно, исследовать динамику параметрических колебаний, анализировать резонансные зоны, оценивать влияние демпфирования на ширину резонансных зон.

Excel-шаблон автоматизированного решения задач динамики одномассовых систем можно скачать здесь.

Необходимые исходные данные, справочная и нормативная литерату-

ра представлены здесь.

 

 

 

И

 

 

 

 

Для приобретения практических навыков в переводе технических

 

 

 

Д

единиц рекомендуется изучить следующие видеоматериалы:

- 1 Н это сколько…?

 

А

 

 

 

 

 

- 1 Па это много или мало?

 

 

 

 

б

 

 

- Как перевести, например, 20 МПа в кгс/см2?

и

 

 

 

С

 

 

 

 

7

Вопросы по оценке остаточных знаний

1.Являются силы инерции реальными или фиктивными нагрузками?

2.Что такое демпфирование колебаний?

3.Что такое резонанс?

4.Как определяется коэффициент демпфирования?

5.Что такое частота собственных колебаний конструкции?

6.Как определяется частота собственных колебаний конструкции?

7.Что такое податливость системы?

8.Что такое жесткость системы?

9.Как определяется скорость свободно падающего груза?

10.Какие нагрузки называются статическими, какие – динамическими? Привести примеры.

11.Как определяют величины динамическихИнапряжений?

12.Как вычисляются напряжения в тросе при ускоренном поднятии (опускании) груза?

13.Что такое коэффициент динамическогоДусиления?

14.Что полагается в основу при выводе формул для определения перемещений при ударе? А

15.Записать формулы для определения динамических напряжений и динамических перемещений.

16.Как определяется бкоэффициент динамического усиления в расчётах на удар при осевом действии нагрузки, при поперечном действии нагрузки? и

17.Как определяется вел ч на коэффициента динамического усиления? С

18.Как определяется вел ч на динамической силы при ударе?

19.Влияет ли модуль продольной упругости на величину динамических напряжений? Обоснуйте.

20.Какие допущения принимаются при ударе?

21.Каковы общие приемы вычисления напряжений при ударе?

22.Показать какие параметры и как влияют на величину коэффициента динамического усиления при изгибе?

23.Чему равна величина коэффициента динамического усиления при ударе и его зависимость от отношения высоты, с которой падает тело, к статической деформации от этого же тела?

24.Каким образом можно уменьшить значение коэффициента динамического усиления при ударе?

25.Каким образом проводится расчет на прочность при ударных на-

грузках?

26.Как влияет высота падения груза на прочность балки?

8

Список литературы

1. Варданян, Г. С. Сопротивление материалов с основами строительной механики : учебник / Г. С. Варданян, Н. М. Атаров, А. А. Горшков ; под ред. Г. С. Варданяна, Н. М. Атарова. − 2-е изд., испр. − М. : Инфра-М,

2015. - 416 с.

2. Рылько, М. А. Компьютерные методы проектирования зданий [Текст] : учебное пособие / М. А. Рылько. − М.: АСВ, 2012. − 224 с.

3. Талапов, В. В. Основы BIM: введение в информационное моделирование зданий: учеб. пособие [Электронный ресурс]. − М.: ДМК, 2011. − 392 с.

4. СП 16.13330.2011. Стальные конструкции. Актуализированная ре-

дакция СНиП II-23-81*. – Введ. 2011-05-20. – М.: ОАО ЦПП, 2011. – 178 с.

 

И

5. Пособие по проектированию стальных конструкций к СНиП II-23-

81*. − М., 1989.

Д

6. СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная ре-

дакция СНиП 2.01.07-85*. – Введ. 2011-05-20. – М.: ОАО ЦПП, 2011. –

96 с.

 

 

А

 

б

и

 

С

 

 

9

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]