Maschinendynamik

Lehrveranstaltung Maschinendynamik einer Technische Universität im östlichen Deutschland Studiengang Maschinenbau Vertiefungsrichtung Allgemeiner Konstruktiver Maschinenbau kurz AKM

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Langue Deutsch
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Niveau Université
Crée / Actualisé 17.02.2014 / 07.05.2021
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82. Wie sind aus der potentiellen und kinetischen Energie eines diskreten linearen mechanischen Systems
die Steifigkeits- und Massenmatrix bestimmbar?

Die Steifigkeits- und Massenmatrix eines diskreten linearen mechanischen Systems lassen sich aus der potentiellen und kinetischen Energie wie folgt bestimmen:

83. Wie ändern sich die Eigenfrequenzen eines linearen Systems, wenn zusätzliche Verstrebungen oder
zusätzliche Lagerstellen angeordnet werden?

Das System wird steifer -> Eigenfrequenzen werden größer

84. Wie verändern sich die Eigenfrequenzen beim Anbringen einer Zusatzmasse an ein
schwi ngungsfähiges System?

Im allgemeinen werden sämtliche Eigenfrequenzen niedriger

85. In einem schwingungsfähigen System wird die Steifigkeit einer Feder vergrößert? Welche
Eigenfrequenzen ändern sich wie?

Sämtliche Eigenfrequenzen erhöhen sich.

86. Unter welchen Bedingungen verändert eine Zusatzmasse in einem System eine Eigenfrequenz nicht?

Wenn die Masse in einem Schwingungsknoten einer Eigenschwingform liegt

87. Erklären Sie, wie die modale Masse, modale Federkonstante und modale Erregerkraft berechnet
werden!

            

88. Wie bestimmt man die 2n Integrationskonstanten bei der Untersuchung freier Schwingungen eines
linearen Systems mit n Freiheitsgraden?

Aus den Rand- und Zwangsbedingungen

89. Skizzieren Sie für einen modalen Schwinger die Abhängigkeit der Amplitude der Restschwingung in
Abhängigkeit vom Verhältnis Anlaufzeit zu Periodendauer!

                

90. Ein ursprünglich statisch unbestimmtes Tragwerk wird durch Einfügung von Drehgelenken so
verändert, daß es statisch bestimmt wird. Wie ändern sich die Eigenfrequenzen infolge solch einer
Maßnahme?

Verminderte Bindungen senken die Eigenfrequenzen

91. Unter welchen physikalischen Bedingungen wird eine Steifigkeitsmatrix singulär?

Wenn Bewegung ungehindert erfolgen kann, ohne das Rückstellkräfte auftreten

92. Skizzieren Sie den Verlauf der Koordinate eines Schwingers zu Beginn der Resonanz für den
ungedämpften Fall!

                          

93. Wovon hängt es ab, ob ein plötzlicher Impuls als Dirac -Stoß behandelt werden kann?

Die Zeit des Stoßes muß wesentlich kleiner sein als die kleinste Einschwingungsdauer des Systems

94. In welchen Fällen ist es notwendig, die Dämpfung eines schwach gedämpften linearen
Schwingungssystems zu berücksichtigen?

Bei Betrachtung der hohen Eigenfrequenzen eines Systems ist die Dämpfung zu beachten, da der Unterschied zum
ungedämpften System sehr hoch ist.


->Dämpfungsgrad ui des Systems <<1 (kleine EF),aber bei hohen Eigenfrequenzen ist ui nicht mehr klein


-> sehr hohe Ordnungen der Eigenformen bilden sich oft gar nicht aus, da ui>1 (überkritisch)


Desweiteren ist bei gedämpften Systemen zu beachten, daß bei Tilgung keine Nullstelle in der Resonanzkurve auftritt

95. Was versteht man unter der "Bequemlichkeitshypothese" (Rayleigh-Dämpfung)?

B=M * SUMME(ak (M^-1 * C )^(k-1() , k=1 ,2,3,.....,K


Wenn Dämpfungsmatrix B obige Formel erfüllt, tritt modale Dämpfung auf.
Diese Formel kann durch die Annahme, daß B nur linear von Massen- und/oder Steifigkeitsmatrix abhängt, zu folgendem Term vereinfacht werden :


B=a1*M+a2*C
Dieser Ansatz wird als Rayleigh-Dämpfung bezeichnet.

96. Wieviel Tilgungsfrequenzen hat ein Schwinger mit n Freiheitsgraden? Skizzieren Sie ein System und
die dazugehörigen Amplituden-Frequenzgänge mit und ohne Tilger!

             

97. Wodurch können Nichtlinearitäten in Schwingungssystemen bedingt sein? Skizzieren Sie dazu drei
Beispiele!

Nichtlinearitäten können in Bewegungsgleichungen durch nichtlineare Kraft-Verformungsfunktionen von  Ferderelementen (Stoffbedingte Nl) oder durch geometrisch-kinematische Anordnungen (Geometriebedingte Nl) auftreten.


Stoffbedingte Nl:

-lassen sich meist in einem bestimmten Amplitudenbereich um den Arbeitspunkt linearisieren


Geometriebedingt Nl:

- dies sind die wesentlichen Nichtlinearitäten

98. Nennen Sie mindestens drei Beispiele von VDI-Richtlinien oder DIN-Vorschriften auf dem Gebiet der
Maschinendynamik!

VDI-RL 2149 Blatt 1 Dynamik der „starren Maschinen“ – Starrkörpermechanismen
VDI-RL 2056             Minimalmodelle
DIN 45671                 Messungen mechanischer Schwingungen am Arbeitsplatz
DIN 45675                Einwirkungen mechanischer Schwingungen auf den Menschen

99. Nennen Sie Software auf dem Gebiet der Mehrkörperdynamik (mindestens zwei Programme)!

ALASKA, DAM, MHSL, ADAMS, ANSYS

100. Nennen Sie Software, die sich zur Lösung von linearen Schwingungsproblemen eignet!

ANSYS, MARC, ABAQUS, PSU, FEMROT, GITRA

51. Wieviele Biege-Eigenfrequenzen hat eine nicht rotierende Welle, die mit einer Punktmasse und einer
Scheibe besetzt ist?

Hat in der Ebene 3 Freiheitsgrade (Bewegung der Punktmasse, Translation und Rotation der Scheibe) ->
3 Biege-Eigenfrequenzen