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简谐荷载作用下的强迫振动

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发表于 2017-6-27 20:02:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
做练习,遇到振型分解,算完自振频率,写好主振型,遇到了杜哈梅积分,不考虑阻尼作用,本来没啥事情,但是意外碰到了简谐荷载。要求最大位移,无意求解响应函数,但想着既然做了,总要做仔细了,万一用的着,咱好熟练写出来。
预先不代入数据,全是符号运算,俩正弦相乘积分,没办法,积化和差,回想这还是高一老师教的东西,然后再积分,算出来一个解析式。盯着这解析式看了好一会儿,有点怪异。之前不拆耦联,解出来的最大位移是个常数,然后乘上正弦函数就结束了。


没办法,也有些懊恼,数学素养本来就不好,又扯上符号运算。回头再仔细查看积分过程,积化和差,查表没用错,基本积分式,查表也没写错,上下限正负号弄反了?再仔细核算,是这么个结果,没错。百思不得其解,到底哪里出了问题。回头再看不考虑阻尼作用的表达式,动力系数很干练,完全没有拖泥带水的一坨东西。

不行,再瞅瞅积分过程,别人都成系统理论了,哪能会出问题,先找自己的毛病。再算一遍,多余的系数还是消不掉。然后寻思,还有计算器,弄俩组数据试试,积分运算和解析式运算结果一样,好像不是俺的问题。不管了,先休息。第二天爬起来,再看那个考虑阻尼的表达式,是从微分方程解过来了,有三部分,自由振动,伴生振动,稳态强迫振动;因为阻尼影响,前两部分忽略掉,只看稳态部分,去掉阻尼比,就得出很漂亮的解析式,还有动力系数。

等一会儿,嗯,没有初始位移,初速度为零,第一部分是没啥用;再看第二部分,阻尼比为0,那么这部分有表达式,跟第三部分合起来,就是俺的积分式。

至此,俺算明白了,不考虑阻尼作用的表达式根本不是之前写的那一个玩意儿,动力系数也不是那么回事,这是分明是坑我,害我不停地怀疑自己,其实俺第一次运算就完全正确,到底是数学不会骗人,是啥就是啥。随便代了数据,曲线还是挺好看的,哈哈。


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发表于 2017-6-27 20:08:50 | 显示全部楼层
学习一下拉氏变换,有助于你解决这些问题

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系统,或者可调性非常差,那水平再高的控制也无能为力,所以自动控制的内容就顾不上了,复变也没深学。  发表于 2017-6-27 20:57
俺的复变函数水平就停留再在当初念控制基础学的那几个拉氏变换式。也许是杞人忧天,总想着万一设备或者工艺的笨蛋,硬生生把系统弄成了振荡,  发表于 2017-6-27 20:50
做从未做过的事情,做一个酷炫的仔
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发表于 2017-6-27 20:32:55 | 显示全部楼层
要深入研究振动问题,记得把椭圆积分搞明白

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多谢点拨。这个一时还顾不上,学校没讲偏微分方程,自己也没学,现在看真是失误。看弹力,那一丢丢漂亮的偏微分,这要是能手到擒来,该多好。  发表于 2017-6-27 21:07
还有就是,Duhamel's integral一般适用于冲击载荷,Fourier transform一般适用于周期信号输入,没有什么效果一样的说法,根据实际问题选不同求解方式  发表于 2017-6-27 21:04
好的,确实比较混,对微分方程几乎没啥概念  发表于 2017-6-27 21:04
你现在对基本概念不是很清楚,应该回头补常微分方程,并把单摆方程完全搞懂  发表于 2017-6-27 21:01
那解那个二阶非齐次微分方程时,右边是非周期函数,那一般是用杜哈梅积分还是傅里叶变换留前几届,杜哈梅积分是精确解嘛?  发表于 2017-6-27 20:54
吃,懒,躺,睡......
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发表于 2017-6-27 20:47:05 | 显示全部楼层
傅里叶积分倾向于分析频率与幅值,但是对于瞬态分析什么意义不大。

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因为处理分类型,非周期新后可以视为一个周期无限大的信号近似求解,求解结论会在非常大的频率依然有分量  发表于 2017-6-27 20:56
有的书本讲振动,微分方程右边的非周期载进行傅里叶变换,在解微分方程怎么回事?  发表于 2017-6-27 20:50
做从未做过的事情,做一个酷炫的仔
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发表于 2017-6-28 08:54:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 惯性矩 于 2017-6-28 08:57 编辑
crazypeanut 发表于 2017-6-27 20:32
要深入研究振动问题,记得把椭圆积分搞明白

面包侠,有个微积分定理请教你一下,根据微积分定理应该是形如下面式子那样,
这种被积函数出现自变量该如何求解

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需要通过恒等变形(比如变量替换),将其移出被积函数,才能再使用变限积分公式。应该说明白了  发表于 2017-6-28 10:29
t才是积分变量,x是求导变量。求导变量x出现在积分的上下限时才能使用变变限积分求导公式,若求导变量x出现在被积函数中,  发表于 2017-6-28 10:27
我试试,这个求导时先把求导变量x移出被积函数,然后用变限积分求导公式  发表于 2017-6-28 10:11
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发表于 2017-6-28 09:51:59 | 显示全部楼层
本帖最后由 yinalan 于 2017-6-28 09:53 编辑

单摆不用小角度假设最后就跑到椭圆积分l

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最后两页顺序反了,看时先看第三页后看第二页  发表于 2017-6-28 09:54
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发表于 2017-6-28 10:21:23 | 显示全部楼层
惯性矩 发表于 2017-6-28 08:54
面包侠,有个微积分定理请教你一下,根据微积分定理应该是形如下面式子那样,
这种被积函数出现自变量该如 ...

看看这个

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懂了,这样看确实类似于偏导,感谢两位大侠  发表于 2017-6-28 12:43
没有定理,如果是f(x)g(x)关于x的定积分有用积分中值定理的推广形式或第二积分中值定理  发表于 2017-6-28 12:15
想想求偏导  发表于 2017-6-28 11:59
大侠,你这样,你不看积分限把其看成一个不定积分,这个是一元的不定积分,积分变量是不是t,那除下t的是不是常量了,  发表于 2017-6-28 11:38
就是这点还没十分明白,为什么X相对于变量t是常数,哪里有详细讲到这个了,我想搞透  发表于 2017-6-28 11:15
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发表于 2017-6-30 11:22:01 | 显示全部楼层

大侠,请教一下,这个等式如何证明

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我算出右边展开求导结果是0,请大侠指教  发表于 2017-6-30 11:23
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发表于 2017-6-30 13:37:38 | 显示全部楼层
惯性矩 发表于 2017-6-30 11:22
大侠,请教一下,这个等式如何证明

这样证明对不对?

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看得我有点晕乎乎,我也不知道对不对,拆成这样也是没谁了,谢谢大侠  发表于 2017-6-30 15:11
我也是分部积分 弄出来啦  发表于 2017-6-30 14:37
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发表于 2017-6-30 14:59:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 yinalan 于 2017-6-30 15:01 编辑
惯性矩 发表于 2017-6-30 11:22
大侠,请教一下,这个等式如何证明

这是右边对x求导。估计大侠是第一步求导第一部分没按乘积求导.

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大侠过谦了,数学好好加油,向面包侠看齐,  发表于 2017-6-30 15:49
数学还是面包侠弄的深,我还不行,考研时才认真学了微积分,本科考试差点不及格,  发表于 2017-6-30 15:21
大侠客气啦,大侠把变限积分,不定积分,定积分,反常积分的概念再好好看看就行啦,  发表于 2017-6-30 15:19
大侠毕业了来上海这边,我们一边吃小龙虾一边探讨数学的真谛  发表于 2017-6-30 15:13
基础还是不扎实,谢谢大侠了,微积分挺厉害  发表于 2017-6-30 15:10
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