线性振动近似计算方法(一)

时间:2024-03-31 10:41:28

1.dunkerley method

计算系统的基频

线性振动近似计算方法(一)

λ1 ≈  _λ1+_λ2 = f11m1 + f22m2
f11:只包含m1时,给m1施加单位力时,m1所产生的位移
f22:只包含m2时,给m2施加单位力时,m2所产生的位移
f11 = 1/k1
f22 = 1/k1 + 1/k2

λ1 = 1/(w1**2)
所以w1 ≈ 1/sqrt(m1/k1 + m2(1/k1+1/k2))

 

线性振动近似计算方法(一)
m1,m2,m3 = m,m,2m
f11,f22,f33 = 1/k1, 1/k1+1/k2, 1/k1+1/k2+1/k3
w1 ≈ 1/sqrt(m/k + m(1/k+1/k) + 2m(1/k+1/k+1/(2k)))

邓克利法求出的基频是精确值的下限

 

2.rayleigh method
线性振动近似计算方法(一)
 

线性振动近似计算方法(一)
根据题意,写出K与M
线性振动近似计算方法(一)
线性振动近似计算方法(一)
则瑞利商R(φ)即为一阶振型的近似值

瑞利法求出的基频是精确值的上限

 

3. ritz method
也称瑞利-里兹法,是里兹在前者的基础上改进的

线性振动近似计算方法(一)
这是三*度系统,列出来的K与M都是3x3的,系统有三阶振型
根据题意写出K与M

里兹法采用缩减系统
这里假设前两阶振型为
线性振动近似计算方法(一)
即缩减系统为二*度,_K与_M是2x2的

线性振动近似计算方法(一)线性振动近似计算方法(一)
由_K与_M求解出来的频率为_w1,_w2
原系统由K与M求解出来的频率为w1 w2 w3
_w1与_w2约等于w1,w2

由_K与_M求解出来的振型为_Φ1,_Φ2
原系统的振型为Φ1 Φ2 Φ3
_Φ1与_Φ2约等于Φ1,Φ2

里兹法求解的基频精度教瑞利法高,而且还可求得模态。但高阶频率与精度欠佳。

思考:一开始直接假设了两个振型,那么现在用求得的振型作为初始假设值,一直进行迭代,与真实值做比较。