Динамика гидротехнических сооружений. Понятие о степени свободы. Число степеней свободы сооружения.
Обзор: Для одной и той же плотины в качестве расчетной можно получить систему с различным числом степеней свободы.
Рейтинг: 2 - количество голосов за статью Рейтинг: 5,0
Публикация: 30.05.2014, в категории "Промышленность и оборудование"
Просмотр: эта статья прочитана 800 раз

Динамика гидротехнических сооружений. Понятие о степени свободы. Число степеней свободы сооружения.

метод орбитальной сварки  Под свободой в динамике сооружений понимают возможность перемещений масс сооружения. Числом степеней свободы называют число независимых геометрических параметров (координат), определяющих положение масс при движении в любой момент времени.

  В общем случае сооружения имеют распределенные массы либо вдоль оси стержней (в стержневых системах), либо вдоль срединной плоскости или поверхности (в плитах и оболочках), либо по всему объему массивного тела. Для определения положения элементов деформируемого сооружения в этом случае необходимо иметь бесконечное число параметров.

  При расчете таких сооружений на динамические воздействия обычно в качестве расчетной схемы используют системы с конечным числом степеней свободы. При этом для одного и того же сооружения могут быть выбраны расчетные схемы с различным числом степеней свободы. Например, расчетная схема гравитационной плотины, находящейся в условиях плоского напряженного состояния, является системой с бесконечным числом степеней свободы. При приближенном расчете плотины по такой расчетной схеме делают допущение о том, что масса плотины сосредоточена в отдельных точках плотины.

 Плотина состоит из металллических ферм и каркаса, сварка которых производится методом орбитальной сварки. Такое допущение делается либо из простых физических соображений, когда поперечное сечение плотины разбивается на ряд элементов, а масса этих элементов считается сосредоточенной в центрах тяжести элементов, либо на основе применения численных методов решения задачи, например, метода конечных разностей, метода конечных элементов и т. д. В последнем случае область плотины аппроксимируется конечным числом элементов, массы которых считаются определенным образом сосредоточенными в узлах элементов.

  Число сосредоточенных масс в первом и во втором случае выбирается в основном из условий необходимой точности расчета и технических возможностей (наличие ЭВМ, объем ее памяти и быстродействие). Поэтому для одной и той же плотины в качестве расчетной можно получить систему с различным числом степеней свободы. Сама область плотины при этом считается невесомой упругой областью. Так как положение данной сосредоточенной (точечной) массы в плоской задаче определяется двумя параметрами (горизонтальным и вертикальным перемещением), то будем иметь систему с 2мя степенями свободы.

  Если при движении масс плотины учитывается влияние движения масс основания, то область основания также аппроксимируется рядом сосредоточенных масс по тому же принципу, что и область плотины.

  Гравитационная плотина по расчетной схеме консоли также представляет собой систему с бесконечным числом степеней свободы, но в отличие от только что рассмотренной схемы, здесь масса плотины считается распределенной непрерывно не по всей области поперечного сечения, а только вдоль оси консоли, где сосредотачивается масса горизонтальных сечений консоли m(х) и ее момент инерции I(х). При динамическом расчете плотины по этой расчетной схеме также используется аппроксимация дискретными массами, т. е. переход к расчетной схеме с конечным числом степеней свободы. Это может быть выполнено из простых физических соображений, когда ось консоли делится на ряд участков с дискретными массами, либо на основе использования численных методов решения уравнений движения консоли с непрерывно распределенной вдоль ее оси массой.

  При динамическом расчете гравитационных плотин возможно использование еще одной расчетной схемы. Рассмотрим случай, когда плотина расположена на основании, жесткость которого значительно меньше жесткости плотины (например, низконапорная бетонная плотина на мягких грунтах). При этом перемещения точек плотимы в основном определяются податливостью основания (упругие перемещения самой плотины малы) и плотина может быть рассмотрена как жесткое недеформируемое тело, т. е. как некоторая масса, колеблющаяся на податливом основании. Положение неточечной массы определяется на плоскости тремя параметрами, например, смещением в горизонтальном и вертикальном направлении центра тяжести "о" поперечного сечения плотины и жестким поворотам массы ваюруг оси, проходящей через точку "о" перпендикулярно плоскости. В этом случае будем иметь систему с тремя степенями свободы.

  Если при этом поперечное сечение плотины симметрично, то вертикальные колебания массива могут происходить независимо от горизонтальных и вращательных. При рассмотрении толыко вертикальных колебаний положение жесткого массива будет определяться одним параметром — вертикальным перемещением любой его точки, например, центра тяжести массива или трубных досок.
Ремонт трубных досок проводится сложным оборудованием. В этом случае будем иметь систему с одной степенью свободы.

  Таким образом, одно и то же сооружение (гравитационная плотина) сможет быть рассмотрено в соответствующих условиях как система с одной, несколькими и бесчисленным множеством степеней свободы.

  В некоторых случаях на системе с распределенной массой может быть также расположена одна или несколько сосредоточенных, или неточечных масс. Например, на балке, кроме своей распределенной массы имеется сосредоточенная масса. Движение такой системы зависит от соотношения масс. Возможен случай, когда определяющее влияние имеет сосредоточенная масса, а массой самой балки можно пренебречь, т. е. считать ее невесомой. Иногда же, наоборот, масса балки может оказывать преобладающее влияние в процессе колебаний. Это показывает, что при расчете сооружений на динамическое воздействие приходится учитывать различные факторы, влияющие на выбор расчетной схемы.

Получить RSS Еще статьи по теме


 На главную страницу
Как Вы оцениваете эту статью?

Комментарии пользователей

Оставьте свои комментарии
Имя:
Адрес электронной почты:
Комментарии:
Insert Cancel
Полезная информация

14.10.2015
Подготовка к Вознесению. С чего начать?
Важная информация и инструменты, которые можно применять сразу сейчас! Попробуйте все, что считаете необходимым. Применяйте это в своем собственном темпе, однако, будьте последовательны и старательны, и вы почувствуете многие улучшения, такие как ментальное и эмоциональное освобождение. Статья Лизы Ренее С чего начать?

11.10.2015
Что такое Вознесение?
Это основное пособие для начинающих, в котором рассматриваются основное значение и механика «Вознесения» и обсуждаются различные симптомы, с которыми мы, как люди, можем столкнуться в процессе нашего развития. - - Статья Лизы Ренее Что такое Вознесение?

4.10.2015
Расшифровка кириллицы
Поистине, наша азбука дана нам Богом. Какой смысл несут буквы алфавита, размещенные в таблицу 7х7?

1.10.2015
Как вести себя, сталкиваясь в агрессией
Абсолютно железное правило в ситуациях, когда агрессивный человек или падшая сущность стремится вас запугать, состоит в том, чтобы всегда оставаться спокойным и сохранять хладнокровие. - Статья Лизы Ренее Как вести себя, сталкиваясь в агрессией

27.09.2015
Кого и что вы любите?
Этим летом усилилось давление новых уровней скрытой технологии управления сознанием, которая направлена на более сконцентрированные усилия военно-промышленного комплекса и включает в себя сотрудничество вооруженных сил человечества и многих группировок других измерений, управляющих секретной космонавтикой. - Статья Лизы Ренее Кого и что вы любите?

Наиболее эффективный способ охлаждения
Каждый любит в жаркий день выпить холодный напиток. Часто, чтобы его остудить, емкость с напитком ставят на лед. Действительно ли это самый эффективный способ охлаждения?

Инфракрасный пирометр – устройство и принцип работы
Современный инфракрасный пирометр измеряет силу теплового излучения, которое исходит от измеряемого объекта и лежит в интервале между длинами волн инфракрасного излучения и дневного света.




Оцените
Последние статьи

16.10.2015
История военных берцев
Берцы - вид военной обуви, который появился в 1944 году и до сих пор остаётся классикой обуви для военнослужащих по всему миру.

16.10.2015
Покупка автоподъемника – выгодное вложение денежных средств
Для проведения высотных работ покупка автоподъемника станет просто незаменимой. С его помощью можно выполнять поставленные задачи в самых труднодоступных местах, к которым добраться другим способом невозможно.

16.10.2015
Железные входные двери: критерии надежности
В настоящее время железные входные двери устанавливаются практически на каждое жилье – от квартир до частных домов.

15.10.2015
Фундамент на винтовых сваях и другие его разновидности
В основу свайного фундамента входят в качестве основных составляющих отдельные сваи. Потом их мастера перекрывают бетонными или железобетонными плитами.

15.10.2015
Лишение родительских прав отца ребенка
Когда доводится в суде, что ответчик, не имея уважительной причины, больше 6 месяцев не принимает участия в жизни малыша, не хочет выплачивать алименты и есть хоть какое-то документальное подтверждение, то тоже есть смысл говорить о возможном лишении родительских прав.

Партнёрские программы без санкций от поисковых систем
Начиная сотрудничать с какой-либо партнёрской программой, вы должны на сто процентов быть уверены, что не последуют санкции от поисковых систем и ваш сайт не потеряет позиции с посетителями.

Раскрутка сайтов
Раскрутка сайтов довольно сложный процесс и выполнять необходимо его постепенно, переходя от меньшего к большему.