Descripción: Ecuacion de La Cantidad de Movimiento
Full description
sismoresistente
Descripción: libro de dinamica estructural
Fuerza 150.00
100.00
F(K)
50.00
0.00
-50.00
-100.00
-150.00 0
0.05
0.1
0.15 t(seg)
0.2
0.25
0.3
0.35
15000
10000
5000
Column B Column C Column D
0
-5000
-10000
-15000 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Desplazamiento 15
10
x(cm)
5
0
-5
-10
-15 -0.1
0
0.1
0.2
0.3 t(seg)
0.4
0.5
0.6
Velocidad 500 400 300
velocidad(cm/s)
200 100 0 -100 -200 -300 -400 -500 -0.1
0
0.1
0.2
0.3 t(seg)
0.4
0.5
0.6
Aceleración 15000
10000
Aceleración(cm/seg2)
5000
0
-5000
-10000
-15000 -0.1
0
0.1
0.2 t(seg)
0.3
0.4
0.5
0.6
Problema 1
Determine el comportamiento dinámico de la torre de la figura, sujeta a la fuerza dinámica sinusoidal F(t) aplicada por 0.30 seg. Sin amortiguación. Determine los máximos: Desplazamiento. Velocidad. Aceleración. Utilice 0.01 como intervalo de tiempo. Datos Fo = w*= W= k= g=
100 k 30 rad/seg 38.6 [K] 100 K/in 386 [in/seg2]
W
k
Idealización
Diagrama de cuerpo libre
F(t)
W
k
Fuerzas
F I =m x¨ t =0.1 x¨ t
Fs=k∗x t =100xt F t = F o sin w t =100sin 30t m=
x˙ t p =C 1 ω cos ω t −C 2 ω sin ω t 2 2 x¨ t p =−C 1 ω sin ω t −C 2 ω cos ω t
x t p =C 1 sin30t C 2 cos30t x˙ (t ) p = 30 C1 cos(30t ) − 30C 2 sin( 30t )
I
˙x˙(t ) p = −900 C1 sin( 30 t ) − 900 C 2 cos(30 t ) Reemplazando I en la ecuación de movimiento:
m x¨ t p Kx t p = F t 0 . 1 x¨ t p100 x t p=100sin 30t 0 . 1 x¨ [−900 C 1 sin 30t −900 C 2 cos 30 t ]100 [ C 1 sin 30 t C 2 cos 30 t ] =100 sin 30 t De esta ecuación:
C 1=1 0 C 2=0 x(t ) p = 10 sin( 30t )
x(t ) p = 10 sin( 30t ) Solución general
x t = x t c x t p= A sin ωt B cos ωt 10sin 30 t
x t = Asin 1000t B cos 1000t 10sin30t Grafica de la fuerza aplicada durante 0,3 seg
Determine el comportamiento de la torre mostrada en la figura, sujeta a una carga dinámica impulsiva de duración 0,48 seg. Asuma la amortiguación igual al 10% de la amortiguación crítica. Utilice 0,08 seg. Como intervalo de tiempo. Encuentre el máximo: desplazamiento y velocidad.
˙x˙(t ) p = 0 Reemplazando I en la ecuación de movimiento:
m x¨ t p C x˙ t p Kx t p = F t 0 . 1 x¨ t p0 . 2 10 x˙ t p 100 x t p=240−750 t 0 . 1 0 0 . 2 10 C 1 100 C 1 tC 2 =240 −750 t 100 C 1 =−750 0 . 2 10 C 1 100 C 2 =240 De esta ecuación: -7.5 C = 1
C 2=
240−0.2∗ 10∗−7.5 = 100
2.4474
x t p =−7 . 5t 2 . 4474 Solución general
x(t ) = x(t ) c + x(t ) p = e −
10t
( A sin(
)
990 t ) + B cos( 990 t ) − 7.5t + 2.4474
Cálculo de A y B, bajo condiciones iniciales conocidas
x (0.16 ) = 1.2952 x˙ (0.16 ) = 6.5006 x (t ) = e −
− 0.572 A + 0.1907 B = 0.047822 7.8103 A + 17 .393 B = 14 Del sistema
A = 0.1609 B = 0.7333
Comportamiento bajo acción de la fuerza F(t): Derivando
x(t ) = e −
10t
(0.1609 sin(
F (t ) = 240 − 750 (t )[ K ]
)
990 t ) + 0.7333 cos( 990 t ) + 7.5t − 0.015 10
x˙ t =e− 10 t [ −23 . 580 sin 990 t 2. 7426 cos 990 t ] 7. 5 x¨ t =e− 10 t [ −11. 726 sin 990 t −750 . 606 cos 990 t ]