Исследование колебаний механической системы с одной степенью свободы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теоретической механики

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Исследование колебаний механической системы

с одной степенью свободы»

по разделу «Динамика»

Кафедра теоретической механики

Рецензия

На курсовую работу

Студента __Кисова Ивана____________

(фамилия, имя, отчество)

Группы _121142__________________

Вариант № ___ количество страниц

Курсовая работа по содержанию соотве-

тствует / не соответствует выданному

заданию и выполнена в полном / не в

полном объеме.

КР может быть допущена к защите с

добавлениембаллов рецензента

после успешной защиты.

Рецензент_______ /_____________

(Ф.И.О.)

«____»_____________200 г.

ТУЛА 200

Оглавление

Аннотация

Содержание задания

1. Применение основных теорем динамики механической системы

1.1.Постановка второй основной задачи динамики

1.2.Определение закона движения системы

1.3.Определение реакций внешних и внутренних связей

2. Построение алгоритма вычислений

3. Применение принципа Лагранжа-Даламбера и уравнений Лагранжа второго рода

3.1. Составление дифференциального уравнения движения механизма с помощью принципа Даламбера - Лагранжа

3.2. Составление дифференциального уравнения движения механизма с помощью уравнения Лагранжа 2-го рода

Анализ результатов

Список использованной литературы

Аннотация

Дана механическая система с одной степенью свободы, представляющая собой совокупность абсолютно твёрдых тел, связанных друг с другом посредством невесомых нерастяжимых нитей, параллельных соответствующим плоскостям. Система снабжена упругой внешней связью с коэффициентом жесткости с. На первое тело системы действует сила сопротивления R=-µ*V и возмущающая гармоническая сила F(t) = F₀ * sin(pt).

Трением качения и скольжения пренебрегаем. Качение катков происходит без скольжения, проскальзывание нитей на блоках отсутствует. Применяя основные теоремы динамики системы и аналитические методы теоретической механики, определён закон движения первого тела и реакции внешних и внутренних связей. Произведён численный анализ полученного решения с использованием ЭВМ.

В данной курсовой работе мы исследовали динамическое поведение механической системы с использованием основных теорем и уравнений теоретической механики. Дифференциальное уравнение движения механической системы получено тремя способами. Во всех случаях коэффициенты т_np ,п,к получились одинаковыми и совпали с компьютерной распечаткой, что говорит об их правильности. В процессе решения дифференциального уравнения данной механической системы были получены законы движения первого груза, его скорость и ускорение в зависимости от времени t. На основании этих зависимостей были определены законы изменения всех остальных характеристик механической системы, в том числе и реакции связей

Содержание задания

Исследовать движение механизма с одной степенью свободы. Определить реакции внешних и внутренних связей. Массами нитей и упругих элементов пренебречь. Нити считать нерастяжимыми и абсолютно упругими. В качестве координаты, определяющей положение системы, принять перемещение груза 1 -S. К грузу 1 приложена возмущающая сила F(t).

Исходные данные:

M1, М2,М3 - массы тел механической системы.

с - жесткость упругого элемента.

г₂ - радиус блока 2.

R₃ , Гз -радиусы ступеней катка 3.

i₂ - радиус инерции блока 3.

µ - коэффициент сопротивления.

Fo — амплитуда возмущающей силы

m₁₌ 3mm₂₌ mm₃₌ mm₄₌ 2m

r₂ =r R₂ =3rr₃ =rr₄ =2r

i₂ =2r Xo=6 см Xo= 0 см/c

m= 1кг r= 0.1 м p = 3.14 F ₀ = 50 Н F(t)= F ₀ sin(pt) c= 4000 Н/м μ=100Н*с/м

R= - μV

Часть 1. ПРИМЕНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕОРЕМ ДИНАМИКИ

МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

1.1. Постановка второй основной задачи динамики

Рис. 1 Расчётная схема

На рис. 1 обозначено:

P₁ ,P₂ ,P₃ - силы тяжести, N₁ , N₂ - нормальная реакция опорной плоскости,

F_упр - упругая реакция пружины,

F_сц - сила сцепления с опорой,

Y₂ ,X_2, - реакции подшипника блока 2,

R = - µ*Vсила вязкого сопротивления,

F(t)- возмущающая сила.

Рассматриваемая механическая система имеет одну степень свободы (нити нерастяжимые, качение катка 3 происходит без скольжения). Будем определять ее положение с помощью координаты S. Начало отсчета координаты совместим с положением статического равновесия центра масс груза 1.

Для построения дифференциального уравнения движения системы используем теорему об изменении кинетической энергии механической системы в дифференциальной форме:

dT

dt= ∑N^e _k + ∑Nⁱ _k (1-1)

где Т- кинетическая энерг

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать