用matlab程序求当简支梁受一10N简谐力、作用频率1-1000Hz、作用点在距离一端0.15m处时的强迫振动,获取梁中心点处的振动加速度响应
时间: 2024-04-01 09:32:03 浏览: 57
简支梁模态分析MATLAb程序
好的,我来回答你的问题。
首先,我们需要求解简支梁的振动方程。假设简支梁的长度为L,截面面积为A,密度为ρ,弹性模量为E,则简支梁的振动方程为:
EIy''''(x) + ρAω^2y(x) = p(x)
其中,E为弹性模量,I为截面惯性矩,y(x)为简支梁在x处的挠度,p(x)为作用在简支梁上的外力,ω为外力的角频率。
我们将外力p(x)表示成简谐函数形式,则有:
p(x) = Psin(2πfx)
其中,P为外力的振幅,f为外力的频率。
将外力代入振动方程,得到:
EIy''''(x) + ρAω^2y(x) = Psin(2πfx)
接下来,我们可以使用matlab程序对上述振动方程进行求解,得到简支梁中心点处的振动加速度响应。具体步骤如下:
1. 定义简支梁的参数,包括长度L,截面面积A,密度ρ,弹性模量E,作用点距离端点的距离x0,以及外力的振幅P和频率f。
2. 定义振动方程的系数矩阵,即:
M = [0, 0, 1, 0;
0, 0, 0, 1;
-ρ*A*f^2/E, 0, 0, 0;
0, -1, 0, 0];
K = [0, 0, 0, 0;
0, 0, 0, 0;
0, 0, 0, x0;
0, 0, -1, 0];
D = [0, 0, 0, 0;
0, 0, 0, 0;
0, 0, 0, P/E;
0, 0, 0, 0];
其中,M为质量矩阵,K为刚度矩阵,D为阻尼矩阵,x0为作用点距离端点的距离。
3. 解振动方程,得到简支梁中心点处的振动加速度响应,即:
omega = 2*pi*f;
Keff = K + omega^2*M + 1i*omega*D;
F = [0; 0; P*sin(2*pi*f); 0];
Y = Keff\F;
a = Y(3);
其中,omega为外力的角频率,Keff为等效刚度矩阵,F为外力向量,Y为挠度向量,a为简支梁中心点处的振动加速度响应。
4. 输出结果,即:
disp(['Frequency: ', num2str(f), 'Hz']);
disp(['Acceleration: ', num2str(abs(a)), 'm/s^2']);
这样,我们就可以得到简支梁中心点处在不同频率下的振动加速度响应了。
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