2. Результаты расчета на динамические воздействия

При расчете на сейсмические, ветровые с учетом пульсации, ударные и импульсивные воздействия определяются собственные частоты _i(i<KF), где KF - количество форм, заданное пользователем. Вычисляются также периоды собственных колебаний T_i , формы колебаний, инерционные силы и соответствующие им перемещения и усилия. При этом каждая форма порождает единственную составляющую инерционных сил.

При расчете на гармонические колебания каждая i-тая форма колебаний порождает пару инерционных сил - вещественную составляющую и мнимую составляющую. Эта пара составляющих и называется i-тым вариантом. Составляющие инерционных сил варианта не имеют физического толкования, но их использование в качестве статических загружений позволяет определить амплитудные значения перемещений, усилий и напряжений для этого варианта.

Количество вычисляемых вариантов и количество учитываемых форм - это не одно и то же. 1-ая форма колебаний порождает 1-ю и 2-ю составляющие, которые образуют 1-й вариант. 2-ая форма колебаний порождает 3-ю и 4-ю составляющие, которые образуют 2-ой вариант, и т.д.

При расчете на гармонические колебания без учета частотных зон (модуль 24) по умолчанию производится учет резонансных состояний для частот _i, предшествующих заданной вынужденной частоте . Пусть К количество форм собственных колебаний, для которых частоты _i<, где  -заданная частота вынужденных колебаний. Если К<(kf/2) ( где  – целая часть, kf – заданное количество форм колебаний), то К=(kf/2), и тогда рассматривается всего К вариантов данного загружения. Из них (К-1) вариант соответствует вынужденным частотам _i=_i (i<К), а К-тый вариант соответствует заданной вынужденной частоте .

В противном случае рассматривается (К+1) вариантов. Из них К вариантов соответствует вынужденным частотам _i=_i (iК), а (К+1)-ый вариант соответствует заданной вынужденной частоте .

От учета предшествующих частот при задании исходных данных можно отказаться.

При расчете на гармонические колебания с учетом частотных зон (модуль 28) принимаются во внимание как возможная погрешность в определении собственных частот, так и возможное изменение собственных частот конструкций в процессе их эксплуатации. При введении так называемых частотных зон предполагается, что внутри них должно находиться расчетное значение собственной частоты. Границы частотных зон определяются по формулам:

; ; (10.1)

где , -левая и правая границы частотной зоны;

- погрешность в определения частоты, заданная в зависимости от типа конструкций и расчетной схемы;

- 1-я частота собственных колебаний, определенная в результате расчета.

При расчете на гармонические колебания с помощью модуля 28 предполагается, что частоты собственных колебаний конструкции могут иметь любое значение в пределах расширенных частотных зон, полученных с учетом возможной погрешности в определении частот. Поэтому при гармонической нагрузке частоты собственных колебаний определяются следующим образом:

если вынужденная частота попадает в К-ю частотную зону (рис. 10.1.а) то

при , при , то есть собственная

частота К-й частотной зоны принимается равной вынужденной частоте, а остальные частоты принимаются пропорционально. Если вынужденная частота  попадает в межчастотную зону (рис. 10.1.б), то собственные частоты принимаются равными сначала левым границам частотных зон, а затем - правым.

а )

б )

Рис. 10.1 Определение частот собственных колебаний.

а) - при попадании вынужденной частоты в частотную зону,

б) - при попадании вынужденной частоты в межчастотную зону.

При разложении гармонической нагрузки по формам собственных колебаний учитывается следующее количество частот: три первых частоты, а затем четыре, которые лежат в области возмущающей нагрузки - по две частоты, находящиеся справа и слева.

Если величина вынужденной частоты меньше основной или больше самой высокой частоты, то в расчете учитываются три первых или три первых и две последних частоты.

На основании введения частотных зон учитывается возможное количество вариантов инерционных сил при попадании частоты возмущающей силы в частотные и межчастотные зоны. В первом случае количество вариантов инерционных сил соответствует количеству попаданий частоты возмущающей силы в частотные зоны, но не более пяти. Во втором случае количество вариантов инерционных сил зависит от соотношения величины частоты возмущающей силы и частот собственных колебаний.

Если частоты силы больше максимального или меньше минимального значений частоты собственных колебаний, то количество вариантов инерционных сил равно одному. Если же частота возмущающей силы попадает в межчастотную зону, то количество вариантов инерционных сил равно двум.

Амплитудные значения вещественной и мнимой составляющих инерционных сил при действии гармонической силы (Pcost) определяются согласно формулам:

, (10.2)

, (10.3)

Здесь

S^k, S^k – соответственно вещественная и мнимая составляющие инерционной силы по направлению k–той степени свободы;

Pj – амплитуда внешнего воздействия по j–той степени свободы;

mk, mj – массы, действующие по направлению k–той и j–той степеней свободы;

ij, ik – относительные ординаты i-той формы собственных колебаний по направлению j-той и k–той степеней свободы;

i =1-2/i2, где - - частота вынужденных колебаний, i – частота i-той формы собственных колебаний;

 - коэффициент неупругого сопротивления материала.