Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физико-механический практикум и вычислительный эксперимент»




НазваниеУчебно-методический комплекс по дисциплине «Физико-механический практикум и вычислительный эксперимент»
страница1/10
Дата03.02.2016
Размер8,09 Kb.
ТипУчебно-методический комплекс
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского


Национальный исследовательский университет


Учебно-научный и инновационный комплекс

"Модели, методы и программные средства"


Основная образовательная программа

010800.62 «Механика и математическое моделирование», общий профиль, квалификация (степень) бакалавр

Учебно-методический комплекс по дисциплине

«Физико-механический практикум и вычислительный эксперимент»


Берендеев Н.Н.


ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УРОВНЯ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ И СПОСОБА ВОЗБУЖДЕНИЯ НА ВЫНУЖДЕНЫЕ КОЛЕБАНИЯ СИСТЕМЫ


Электронное учебно-методическое пособие


Мероприятие 1.2. Совершенствование образовательных технологий, укрепление материально-технической базы учебного процесса


Нижний Новгород

2012


ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ И СПОСОБА ВОЗБУЖДЕНИЯ НА ВЫНУЖДЕНЫЕ КОЛЕБАНИЯ СИСТЕМЫ. Берендеев Н.Н.. Электронное учебно-методическое пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2012. – 50 с.


В настоящем пособии изложена методика исследования процесса вынужденных колебаний систем на примере шарнирной балки. В работе проводится рассмотрение метода исследования как в рамках натурного эксперимента на лабораторном стенде, так и в рамках виртуального эксперимента с использованием пакета ANSYS WORKBENCH, при этом описываются основы проведения анализа переходных процессов и гармонического анализа в указанном пакете. Рассматривается методика оценки параметров внутреннего трения, используемых в виртуальном эксперименте на основе данных натурного эксперимента. Пособие содержит задания для самостоятельного исследования и вопросы для собеседования.

Электронное учебно-методическое пособие предназначено для студентов ННГУ, обучающихся по направлению подготовки 010800.62 «Механика деформируемых тел и сред», изучающих курс «Физико-механический практикум и вычислительный эксперимент».


Содержание


Содержание 3

Введение 4

1. Исследуемая система. Общие положения и определения 6

1.1. Объект исследования 6

1.2. Сведения из теоретической механики 7

1.2.1. Собственные колебания системы 7

1.2.2. Вынуждение колебания системы 10

1.3. Сведения из теории метода конечных элементов 13

1.3.1. Разрешающая система уравнений 13

1.3.2. Виды динамического анализа 15

2. Экспериментальное оборудование 17

2.1. Установка для демонстрации колебательных процессов 17

2.2. Программное средство для обработки и визуализации результатов экспериментов 19

3. Определение характеристик внутреннего трения системы 23

3.1. Экспериментальное определение 24

3.2. Определение с использованием пакета ANSYS WORKBENCH® 25

3.2.1. Последовательность шагов при проведении анализа переходных процессов в пакете ANSYS WORKBENCH® 25

3.2.1. Определение декремента затухания с использованием пакета ANSYS WORKBENCH® 26

3.2.3. Нахождение характеристик внутреннего трения системы 35

4. Исследование влияния внутреннего трения и способа возбуждения на вынужденные колебания 37

4.1. Экспериментальное исследование 37

4.2. Исследование с использованием пакета ANSYS WORKBENCH® 39

4.2.1. Исследование в случае силового возбуждения 40

4.2.2. Исследование в случае кинематического возбуждения 44

6. Задание 47

7. Контрольные вопросы 49

Список литературы 50

Введение



Одной из главных задач на решение, которых направлено в настоящее время внимание механики деформируемого твердого тела является задача надежности конструкций и их элементов при различных видах нагружения. Среди всего многообразия видов нагружения по своей распространенности и опасности для работоспособности конструкций доминирующую роль играет переменного нагружение, приводящее к вынужденным колебаниям. При данном виде воздействия протекают такие процессы как многоцикловая и малоцикловая усталость, являющиеся причиной до 70% отказов эксплуатирующихся конструкций [1].

Традиционно при изучении колебательных процессов в механических системах используют два подхода к решению задачи: экспериментальный и расчетно-экспериментальный [2, 3]. При реализации первого подхода для исследования поведения конструкции в условиях вынужденных колебаний, проводят экспериментальные исследования реальных конструкций с использованием вибростендов. Второй подход разделяется на два основных этапа: первый этап расчетное определение собственных частот конструкций и откликов системы в условиях вынужденных колебаний, и второй этап экспериментальное определение собственных частот с целью обоснования результатов расчетов конструкции.

В настоящее время в связи с более высокой эффективностью все большее распространение получает второй подход. При применении данного подхода возникает несколько проблем. К основным можно отнести следующие: отсутствие сведений о характеристиках внутреннего трения системы при проведении виртуального эксперимента; отсутствие количественной взаимосвязи между численным и натурным экспериментом – натурный эксперимент используется только для подтверждения результатов численного эксперимента, так как сравнение ведется не по значениям откликов системы на воздействие, а по спектру собственных частот [2]. Наличие указанных выше особенностей приводит к тому, что при проведении виртуального эксперимента внутренне трение системы из физического параметра превращается в некоторый подгоночный параметр численного метода, необходимый для его сходимости [4]. Перечисленные замечания позволяют отметить то, что при виртуальном моделировании усилий и смещений, возникающих в исследуемых системах во время вынужденных колебаний, происходит накопление существенных ошибок.

В качестве одного из возможных подходов к устранению указанных особенностей можно рассмотреть следующий: на первом этапе проводится оценка некоторой интегральной характеристики внутреннего трения системы в целом по результатам натурного эксперимента; на втором этапе проводится подбор параметров внутреннего трения в виртуальном эксперименте с использованием полученной на предыдущем этапе оценки [2, 3].

Данная лабораторная работа посвящена изучению особенностей взаимодействия при проведении виртуального и натурного эксперимента по исследованию влияния внутреннего трения на вынужденные колебания систем. Для удобства усвоения материала и возможности проведения всестороннего исследования в качестве изучаемой системы рассматривается шарнирная балка. В качестве средства виртуального эксперимента будет использована система конечно-элементного анализа ANSYS WORKBENCH®

Цель работы

Целью данной работы является ознакомление с методами экспериментального и численного определения влияния внутреннего трения на вынужденные колебания шарнирной балки в условия силового и кинематического возбуждения колебаний, в ходе которого будут проведены

  • экспериментальное определение интегральной характеристики внутреннего трения системы;

  • подбор параметров внутреннего трения системы при виртуальном эксперименте на основе интегральной характеристики;

  • экспериментальное исследование влияния внутреннего трения и способа возбуждения на вынужденные колебания системы;

  • ознакомление с основами проведения гармонического анализа в пакете ANSYS WORKBENCH®;

  • ознакомление с основами проведения анализа переходных процессов в пакете ANSYS WORKBENCH®;

  • исследование влияния внутреннего трения и способа возбуждения на вынужденные колебания системы с использованием пакета ANSYS WORKBENCH®.



  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Похожие:

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физико-механический практикум и вычислительный эксперимент» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Практикум по социальной психологии»
Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит учебно-тематический план, учебную программу,...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физико-механический практикум и вычислительный эксперимент» iconУчебно-методический комплекс учебной дисциплины «численные методы и математическое моделирование»
В современной физике исключительно важную роль играет математическое моделирование явлений природы. Основным аппаратом при этом является...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физико-механический практикум и вычислительный эксперимент» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «практикум по 1С»
«менеджмент организации», «мировая экономика», «налоги и налогообложение», «финансы и кредит»
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физико-механический практикум и вычислительный эксперимент» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «исследование операций»
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Математическое программирование» разработан в соответствии с требованиями Государственного...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физико-механический практикум и вычислительный эксперимент» iconМетодический комплекс по дисциплине «Общий психологический практикум» для студентов заочной формы обучения Ростов-на-Дону
Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит учебно-тематический план, учебную программу,...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физико-механический практикум и вычислительный эксперимент» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «экономическая география и региональная экономика»
Учебно-методический комплекс включает учебную программу курса, планы проведения семинарских занятий, список основной и дополнительной...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физико-механический практикум и вычислительный эксперимент» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Схемотехника ЭВМ
...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физико-механический практикум и вычислительный эксперимент» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Иностранные языки
...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физико-механический практикум и вычислительный эксперимент» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине История железнодорожного
...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физико-механический практикум и вычислительный эксперимент» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Криминология»
Учебно–методический комплекс по дисциплине «Криминология» подготовлены в соответствии с требованиями Государственного образовательного...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница