Całkowite przemieszczenie drgań wymuszonych Rozwiązanie

KROK 0: Podsumowanie wstępnych obliczeń
Formułę używana
Całkowite przemieszczenie = Amplituda drgań*cos(Częstotliwość tłumiona kołowo-Stała fazowa)+(Siła statyczna*cos(Prędkość kątowa*Okres czasu-Stała fazowa))/(sqrt((Współczynnik tłumienia*Prędkość kątowa)^2-(Sztywność sprężyny-Msza zawieszona na sprężynie*Prędkość kątowa^2)^2))
dtot = A*cos(ωd-ϕ)+(Fx*cos(ω*tp-ϕ))/(sqrt((c*ω)^2-(k-m*ω^2)^2))
Ta formuła używa 2 Funkcje, 10 Zmienne
Używane funkcje
cos - Cosinus kąta to stosunek przyprostokątnej przylegającej do kąta do przeciwprostokątnej trójkąta., cos(Angle)
sqrt - Funkcja pierwiastka kwadratowego to funkcja, która przyjmuje jako dane wejściowe liczbę nieujemną i zwraca pierwiastek kwadratowy podanej liczby wejściowej., sqrt(Number)
Używane zmienne
Całkowite przemieszczenie - (Mierzone w Metr) - Całkowite przemieszczenie w drganiach wymuszonych jest sumą ustalonego przemieszczenia spowodowanego siłą zewnętrzną i przemieszczenia przejściowego.
Amplituda drgań - (Mierzone w Metr) - Amplituda drgań to maksymalne przesunięcie obiektu od położenia równowagi w ruchu drgającym pod wpływem siły zewnętrznej.
Częstotliwość tłumiona kołowo - (Mierzone w Herc) - Częstotliwość tłumienia kołowego to częstotliwość, z jaką słabo tłumiony układ drga, gdy działa na niego siła zewnętrzna, powodując oscylacje.
Stała fazowa - (Mierzone w Radian) - Stała fazowa to miara początkowego przemieszczenia lub kąta układu drgającego w słabo tłumionych drganiach wymuszonych, wpływająca na jego charakterystykę częstotliwościową.
Siła statyczna - (Mierzone w Newton) - Siła statyczna to stała siła działająca na obiekt poddany tłumionym wymuszonym drganiom, wpływająca na częstotliwość jego drgań.
Prędkość kątowa - (Mierzone w Radian na sekundę) - Prędkość kątowa to szybkość zmiany przemieszczenia kątowego w czasie, opisująca, jak szybko obiekt obraca się wokół punktu lub osi.
Okres czasu - (Mierzone w Drugi) - Okres czasu to czas trwania jednego cyklu oscylacji przy słabo tłumionych wymuszonych drganiach, w którym układ oscyluje wokół położenia średniego.
Współczynnik tłumienia - (Mierzone w Newton sekunda na metr) - Współczynnik tłumienia jest miarą szybkości zaniku drgań w układzie pod wpływem siły zewnętrznej.
Sztywność sprężyny - (Mierzone w Newton na metr) - Sztywność sprężyny to miara jej odporności na odkształcenia pod wpływem przyłożonej siły; określa ona, jak bardzo sprężyna ściska się lub rozciąga pod wpływem danego obciążenia.
Msza zawieszona na sprężynie - (Mierzone w Kilogram) - Masa zawieszona na sprężynie odnosi się do przedmiotu przymocowanego do sprężyny, który powoduje rozciąganie lub ściskanie sprężyny.
KROK 1: Zamień wejście (a) na jednostkę bazową
Amplituda drgań: 5.25 Metr --> 5.25 Metr Nie jest wymagana konwersja
Częstotliwość tłumiona kołowo: 6 Herc --> 6 Herc Nie jest wymagana konwersja
Stała fazowa: 55 Stopień --> 0.959931088596701 Radian (Sprawdź konwersję ​tutaj)
Siła statyczna: 20 Newton --> 20 Newton Nie jest wymagana konwersja
Prędkość kątowa: 10 Radian na sekundę --> 10 Radian na sekundę Nie jest wymagana konwersja
Okres czasu: 1.2 Drugi --> 1.2 Drugi Nie jest wymagana konwersja
Współczynnik tłumienia: 5 Newton sekunda na metr --> 5 Newton sekunda na metr Nie jest wymagana konwersja
Sztywność sprężyny: 60 Newton na metr --> 60 Newton na metr Nie jest wymagana konwersja
Msza zawieszona na sprężynie: 0.25 Kilogram --> 0.25 Kilogram Nie jest wymagana konwersja
KROK 2: Oceń formułę
Zastępowanie wartości wejściowych we wzorze
dtot = A*cos(ωd-ϕ)+(Fx*cos(ω*tp-ϕ))/(sqrt((c*ω)^2-(k-m*ω^2)^2)) --> 5.25*cos(6-0.959931088596701)+(20*cos(10*1.2-0.959931088596701))/(sqrt((5*10)^2-(60-0.25*10^2)^2))
Ocenianie ... ...
dtot = 1.71461194420038
KROK 3: Konwertuj wynik na jednostkę wyjścia
1.71461194420038 Metr --> Nie jest wymagana konwersja
OSTATNIA ODPOWIEDŹ
1.71461194420038 1.714612 Metr <-- Całkowite przemieszczenie
(Obliczenie zakończone za 00.020 sekund)

Kredyty

Creator Image
Stworzone przez Anshika Arya
Narodowy Instytut Technologii (GNIDA), Hamirpur
Anshika Arya utworzył ten kalkulator i 2000+ więcej kalkulatorów!
Verifier Image
Zweryfikowane przez Dipto Mandal
Indyjski Instytut Technologii Informacyjnych (IIIT), Guwahati
Dipto Mandal zweryfikował ten kalkulator i 400+ więcej kalkulatorów!

Częstotliwość niewytłumionych drgań wymuszonych Kalkulatory

Siła statyczna przy użyciu maksymalnego przemieszczenia lub amplitudy wymuszonych wibracji
​ LaTeX ​ Iść Siła statyczna = Maksymalne przemieszczenie*(sqrt((Współczynnik tłumienia*Prędkość kątowa)^2-(Sztywność sprężyny-Msza zawieszona na sprężynie*Prędkość kątowa^2)^2))
Siła statyczna przy tłumieniu jest pomijalna
​ LaTeX ​ Iść Siła statyczna = Maksymalne przemieszczenie*(Msza zawieszona na sprężynie)*(Częstotliwość naturalna^2-Prędkość kątowa^2)
Ugięcie układu pod wpływem siły statycznej
​ LaTeX ​ Iść Ugięcie pod wpływem siły statycznej = Siła statyczna/Sztywność sprężyny
Siła statyczna
​ LaTeX ​ Iść Siła statyczna = Ugięcie pod wpływem siły statycznej*Sztywność sprężyny

Całkowite przemieszczenie drgań wymuszonych Formułę

​LaTeX ​Iść
Całkowite przemieszczenie = Amplituda drgań*cos(Częstotliwość tłumiona kołowo-Stała fazowa)+(Siła statyczna*cos(Prędkość kątowa*Okres czasu-Stała fazowa))/(sqrt((Współczynnik tłumienia*Prędkość kątowa)^2-(Sztywność sprężyny-Msza zawieszona na sprężynie*Prędkość kątowa^2)^2))
dtot = A*cos(ωd-ϕ)+(Fx*cos(ω*tp-ϕ))/(sqrt((c*ω)^2-(k-m*ω^2)^2))

Co to jest Damped?

Tłumienie odnosi się do redukcji lub tłumienia oscylacji w układzie z powodu utraty energii w czasie. Ta utrata energii może wystąpić z różnych czynników, takich jak tarcie, opór powietrza lub wewnętrzne właściwości materiału. W układach tłumionych amplituda drgań zmniejsza się w miarę rozpraszania energii, co prowadzi do stopniowego ustalania się układu w kierunku równowagi. Tłumienie można podzielić na różne typy, w tym niedotłumione, krytycznie tłumione i nadmiernie tłumione, z których każdy wpływa na reakcję układu na zakłócenia.

Co to jest wibracja wymuszona?

Wibracje wymuszone występują, gdy system jest stale napędzany przez agencję zewnętrzną. Prostym przykładem jest dziecięcy swing, który jest pchany przy każdym downswingu. Szczególnie interesujące są układy poddawane SHM i napędzane wymuszeniem sinusoidalnym.

Let Others Know
Facebook
Twitter
Reddit
LinkedIn
Email
WhatsApp
Copied!