Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

Benzer belgeler
Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

Bölüm 3. Tek Serbestlik Dereceli Sistemlerin Zorlanmamış Titreşimi

Lineer Denklem Sistemleri Kısa Bilgiler ve Alıştırmalar

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş

İKİ BOYUTLU ÇUBUK SİSTEMLER İÇİN YAPI ANALİZ PROGRAM YAZMA SİSTEMATİĞİ

BÖLÜM 4 TEK SERBESTLİK DERECELİ SİSTEMLERİN HARMONİK OLARAK ZORLANMIŞ TİTREŞİMİ

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 9 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Hiperstatik sistemlerin çözümünde, yer değiştirmelerin küçük olduğu ve gerilme - şekil değiştirme bağıntılarının lineer olduğu kabul edilmektedir.

YAPI STATİĞİ II (Hiperstatik Sistemler) Yrd. Doç. Dr. Selçuk KAÇIN

MEKANİK TİTREŞİMLER DERS NOTLARI

ELASTİK DALGA YAYINIMI

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

Bir özvektörün sıfırdan farklı herhangi bri sabitle çarpımı yine bir özvektördür.

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Birinci Mertebeden Adi Diferansiyel Denklemler

7. Kafes sistem sayısal örnekleri

r r r F İŞ : Şekil yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvvetini göstermektedir. Parçacık A noktasından

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

İÇİNDEKİLER KISIM 1: BİRİNCİ MERTEBE ADİ DİFERENSİYEL DENKLEMLER

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Transformasyonlar (İleri Yapı Statiği)

Binaların Deprem Dayanımları Tespiti için Yapısal Analiz

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

4. BÖLÜM DOĞRUSAL DENKLEM SİSTEMLERİ

ÖZDEĞERLER- ÖZVEKTÖRLER

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

Okut. Yüksel YURTAY. İletişim : (264) Sayısal Analiz. Giriş.

Gözlemlerin Referans Elipsoid Yüzüne İndirgenmesi

TİTREŞİM VE DALGALAR BÖLÜM PERİYODİK HAREKET

O xyz OXYZ. Düzgün Doğrusal Öteleme. O 1 in yörüngesi bir Doğru olacak

İleri Diferansiyel Denklemler

Diferensiyel denklemler sürekli sistemlerin hareketlerinin ifade edilmesinde kullanılan denklemlerdir.

T.C. SÜLEYMAN DEMĐREL ÜNĐVERSĐTESĐ MÜHENDĐSLĐK FAKÜLTESĐ MAKĐNE MÜHENDĐSLĐĞĐ BÖLÜMÜ

1) Bir sarkacın hareketini deneysel olarak incelemek ve teori ile karşılaştırmak. 2) Basit sarkaç yardımıyla yerçekimi ivmesini belirlemek.

DEPREM HESABI. Doç. Dr. Mustafa ZORBOZAN

Ayrık Fourier Dönüşümü

Lineer Denklem Sistemleri

SONLU FARKLAR GENEL DENKLEMLER

FİZ217 TİTREŞİMLER VE DALGALAR DERSİNİN 2. ARA SINAV SORU CEVAPLARI

RİJİT CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ: ENERJİNİN KORUNUMU

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

EKSENEL YÜKLERDEN OLUŞAN GERILME VE ŞEKİL DEĞİŞİMİ Eksenel yüklü elemanlarda meydana gelen normal gerilmelerin nasıl hesaplanacağı daha önce ele

Öğr. Gör. Serkan AKSU

Yeni Betonarme Binalar için Tasarım Algoritması

Nazım K. Ekinci Matematiksel İktisat Notları ax 1 + bx 2 = α cx 1 + dx 2 =

MADDESEL NOKTANIN EĞRİSEL HAREKETİ

EĞRİSEL YAPI ELEMANLARININ ETKİN SAYISAL ANALİZİ ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA 1. A Study on An EfficientNumerical Analysis of TheCurvedStructuralElements

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Kafes Sistemler. Birbirlerine uç noktalarından bağlanmış çubuk elemanların oluşturduğu sistemlerdir.

p 2 p Üçgen levha eleman, düzlem şekil değiştirme durumu

SORULAR. x=l. Şekil-1

Sistem Dinamiği. Bölüm 4-Mekanik Sistemlerde Yay ve Sönüm Elemanı. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

İki Boyutlu Yapılar için Doğrudan Rijitlik Metodu (Direct Stiffness Method) (İleri Yapı Statiği II. Kısım)

Fizik 101: Ders 23 Gündem

ELASTİK DALGA TEORİSİ

Elastisite Teorisi Hooke Yasası Normal Gerilme-Şekil değiştirme

5. RITZ metodunun elemana uygulanması, elemanın rijitlik matrisi

x 1,x 2,,x n ler bilinmeyenler olmak üzere, doğrusal denklemlerin oluşturduğu;

MAKİNA TEORİSİ ÖDEV 3. A) Problemlerin Yanıtları

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

Deprem Kayıtlarının Seçilmesi ve Ölçeklendirilmesi

Fiziksel Sistemlerin Matematik Modeli. Prof. Neil A.Duffie University of Wisconsin-Madison ÇEVİRİ Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU 2012

DEVRE VE SİSTEM ANALİZİ ÇALIŞMA SORULARI

ii) S 2LW 2WH 2LW 2WH S 2WH 2LW S 3( x 1) 5( x 2) 5 3x 3 5x x Maliye Bölümü EKON 103 Matematik I / Mart 2018 Proje 2 CEVAPLAR C.1) C.

Fotoğraf Albümü. Zeliha Kuyumcu. Mesnetlerinden Farklı Yer Hareketlerine Maruz Kablolu Köprülerin Stokastik Analizi

1 Lineer Diferansiyel Denklem Sistemleri

Mukavemet-I. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 KÜMELER Bölüm 2 SAYILAR

Genel Bilgiler. Giriş Titreşimlerin Sebepleri Titreşimlerin Sonuçları Sistemlerin Titreşim Analizi Titreşim ve İnsan

DİFERANSİYEL DENKLEMLER-2

MATRİSLER. Şekil 1 =A6:B7+D6:E7

23. Sistem denge denklemlerinin direkt kurulması

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

(, ) = + + yönünde yer değiştirme fonksiyonu

BACA DİNAMİĞİ. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin H

Akışkan Kinematiği 1

Manyetik Alanlar. Benzer bir durum hareketli yükler içinde geçerli olup bu yüklerin etrafını elektrik alana ek olarak bir manyetik alan sarmaktadır.

ASİSTAN ARŞ. GÖR. GÜL DAYAN

Saf Eğilme(Pure Bending)

MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ (STATİK)

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

İleri Diferansiyel Denklemler

Fiz Ders 10 Katı Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

Özdeğer ve Özvektörler

m=n şeklindeki matrislere kare matris adı verilir. şeklindeki matrislere ise sütun matrisi denir. şeklindeki A matrisi bir kare matristir.

TORNA TEZGAHINDA KESME KUVVETLERİ ANALİZİ

DENEY 1. İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

MATEMATİK ÖĞRETMENLİK ALAN BİLGİSİ - DENEME SINAVI DENEME. Diğer sayfaya geçiniz.

MKM 308 Makina Dinamiği. Eşdeğer Noktasal Kütleler Teorisi

LAZER SENSÖRLERLE BİR ROBOTUN DOĞAL FREKANSLARININ VE STATİK ÇÖKMELERİNİN ÖLÇÜMÜ

YAPI ve DEPREM MÜHENDİSLİĞİNDE MATRİS YÖNTEMLER. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin ÇATAL. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin ÇATAL. (III. Baskı)

Titreşim Deney Düzeneği

Transkript:

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin Matris Metotları 05-06 Bahar Yarıyılı Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL

BÖLÜM VIII HAREKET DENKLEMİ ZORLANMIŞ TİTREŞİMLER SERBEST TİTREŞİMLER

Bu bölümün hazırlanmasında aşağıdaki kaynaktan yararlanılmıştır. Yapı Dinamiğine Giriş Vedat Yerlici ve Hilmi Luş, Boğaziçi Üniversitesi Yayınevi, 007. 3

Hareket Denklemi (Dinamik Denge Denklemi) Statik denge denklemine atalet kuvvetleri eklenerek hareket denklemi (Dinamik Denge Denklemi) elde edilir. [ ][ ] [ ] [ ] S d + P 0 = q... [ ][ ] + [ ] = [ ] [ ] [ ] S d ( t ) P 0 ( t ) q ( t ) M d ( t ) c d ( t ) Atalet Kuvvetleri Sönüm Kuvvvetleri 4

... [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] d ( t ), d ( t ), d ( t ), M, c, S, P 0 ( t ), q ( t ) Yerdeğiştirme, hız, ivme, kütle, sönüm, rijitlik, eleman ve düğüm noktası yük matris ve vektörleri [ ]... d ( t ) d ( t ) [ d ( t ) ]...... d d ( ) [ d ( t ) d t ], d ( t ) [ d ( t ) ] d ( t ) = = =, d ( t ) = [ d ( t ) ] = d ( t ) i dt i dt i [ d ( t ) ] n... d ( t ) d ( t ) n n Yerdeğiştirme Vektörü Hız Vektörü İvme Vektörü 5

, [ P ( t ) ] 0 [ P ( t ) ] 0 [ P ( t ) ] = 0 i [ P ( t ) ] 0 n Eleman Uç Kuvvetleri Vektörü (3) [ q ( t ) ] [ q ( t ) ] [ q ( t ) ] = i [ q ( t ) ] n Düğüm Noktası Yükleri Vektörü 6

Düzlem Çubuk Sistemler D ( t ) d ( t ) D ( t ) [ ] i = D ( t ) 3 i İki Boyutlu Elastisite Problemlerinde [ d ( t ) ] i D ( t ) = (4) i D ( t ) Q ( t ) q ( t ) Q ( t ) [ ] i = Q ( t ) 3 i [ q ( t ) ] i Q ( t ) = Q ( t ) i 7

Üç Boyutlu Elastisite Problemlerinde D ( t ) d ( t ) D ( t ) [ ] i = D ( t ) 3 i Plak Problemlerinde (6) D ( t ) d ( t ) D ( t ) [ ] i = i D ( t ) 3 Q ( t ) q ( t ) Q ( t ) [ ] i = Q ( t ) 3 i Q ( t ) q ( t ) Q ( t ) [ ] i = Q ( t ) 3 i 8

D ( t ) d ( t ) D ( t ) [ ] = D ( t ) 3 Q ( t ) q ( t ) Q ( t ) [ ] = Q ( t ) 3 Sistemin bazı yerdeğiştirmeleri bağımsız yerdeğiştirme bileşenleri olarak alınırsa, [q(t)] matrisinin elemanları bu yerdeğiştirme bileşenleri doğrultusundaki yüklerden oluşur. 9

Sistemin Düğüm Noktaları Kütle Matrisi [M] M =m () +m () +m (3) +m (4) d x d x d x d x d x d xn kütlesi elemanları üzerinde yayılı kütlesi düğüm noktalarında yığılı (Çubuk boy kısalmaları yok sayılıyor) kütlesi kat düzeylerinde yığılı 0

() () (3) (4) ( m + m + m + m ) () m (5) (6) ( m + m )

[ M ] [ M ] 0 [ M ] = [ M ] i 0 [ M ] n Düğüm Noktalarının Kütle Matrisi Düğüm noktalarının yerdeğiştirmeleri doğrultusunda atalet kuvveti meydana getiren kütlelerden oluşmaktadır.

Düzlem Çubuk Sistemler Im 0 0 M = 0 M 0 i 0 0 M [ ] i 0 0 0 M = 0 M i 0 i 0 0 M i [ ] Küçük kolon-kiriş birleşim bölgesi durumunda Im~0 İki Boyutlu Elastisite Problemlerinde [ M ] i M 0 = 0 M m r : birim alanın kütlesi : kütle merkezine uzaklık M = m dx dy I m = mr dxdy 3

Üç Boyutlu Elastisite Problemlerinde M 0 0 M M [ ] i = 0 0 0 0 M 3 İnce Plak Problemlerinde [ M ] i M 0 0 = 0 0 0 0 0 0 4

VIII. Zorlanmış Titreşim VIII... Genel Hal (Rastgele Dış Etki Hali) a) Sayısal İntegrasyon Yöntemleri b) Modların Süperpozisyonu Yöntemi VIII... Özel Hal (Harmonik Zor Hali) a) Genel Yol b) Yaklaşık Yol VIII.3. Serbest Titreşim a) Genel Yol b) Determinant kriteri yöntemi c) Vianello-Stodola yöntemi d) Rayleigh yöntemi 5

Sayısal İntegrasyon Yöntemleri Kütle, rijitlik ve sönüm özellikleri bilinirse oluşacak dinamik hareket sayısal hesap yöntemleriyle belirlenebilir. Bu yöntemler çok küçük zaman ve durum dilimleri için geliştirilen temel bazı denklemleri ardışık dilimler için tekrarlayıp, istenen zaman aralığında aranan davranışı bulmaya dayanır. Bunun için her bir zaman diliminde incelenen yapının belirli rijitlik ve sönüm özelliklerine sahip olduğu, dış etkilerin de bilindiği varsayılır. Sayısal hesaplardan anlamlı sonuç alabilmek için, kullanılacak zaman aralığının, hem yapının doğal titreşim periyodundan yeterince küçük, hem de rijitlik ve sönüm fonksiyonları ile yüklerde olabilecek değişiklikleri yeterince doğru biçimde yansıtacak kadar kısa olması gerekir. Kullanılacak zaman aralığının yapı periyodunun /0 dan uzun olmaması önerilmektedir. 6

Sayısal İntegrasyon Yöntemleri Yapıların dinamik hareketlerini belirleyebilmek için uygulamada genelde SAYISAL HESAP yöntemlerinden yararlanılır. Doğrusal olmayan sistemlerde dinamik hesap ancak bu yolla yapılabilir.dinamik hesaplarda kullanılabilen birçok sayısal analiz yöntemi mevcuttur. Sayısal hesap yöntemlerinin çoğu, her hesap adımında yerdeğiştirme ve hız için Taylor seri açılımının kullanılmasına dayanır. Taylor seri açılımına göre, türevleri göreceli olarak düzgün olan sürekli bir fonksiyonun bir noktadaki değeri, fonksiyonun kendisi ve türevlerinin başka bir noktadaki değerlerine bağlı olarak ifade edilebilir. Örneğin, zamana bağlı g(t) fonksiyonunun t anındaki değeri g(t ), t=t anandaki Taylor açılımına göre aşağıdaki gibi hesaplanabilir. 7

Taylor Seri Açılımı 3 ( t t ) ( t t ) g ( t ) = g ( t ) + gɺ ( t )( t t ) + gɺɺ ( t ) + ɺɺɺ g ( t ) +...! 3! Herhangi bir t zamanına n. adımda gelindiyse ve her adım t zaman aralığı kadarsa t=n t olur. Zamanı belirlemek üzere sadece adım sayısı kullanıldığında, fonksiyonun t anındaki değeri g[n] ile gösterilirse 3 t t g [ n + ] = g [ n ] + gɺ [ n ] t + gɺɺ [ n ] + ɺɺɺ g ( t ) +...! 3! 3 t t g [ n ] = g [ n ] gɺ [ n ] t + gɺɺ [ n ] ɺɺɺ g ( t ) +...! 3! 8

denklemiyle hesaplanır. Taylor açılımında yüksek mertebeden terimler ihmal edilirse ( ) g t g [ n + ] = g [ n ] + gɺ [ n ] t + gɺɺ [ n ] t! t t ( n ) t ( n ) t ( n + ) t ( t ) 9

Sayısal İntegrasyon Yöntemlerinden Başlıcaları;. Merkezi Farklar Yöntemi. Sabit İvme Yöntemi 3. Ortalama İvme Yöntemi 4. Doğrusal İvme Yöntemi 5. Newmark Yöntemleri Merkezi Farklar Yöntemi Herhangi bir adımdaki türev ifadelerini Taylor seri açılımı yardımıyla yaklaşık olarak hesaplamaya dayanır. Yerdeğiştirmenin t+ t ve t- t anlarındaki değerleri t anında Taylor seri açılımı ile ifade ediilirse 0

x [ n + ] = x [ n ] + xɺ [ n ] t + ɺɺ x [ n ] t! x [ n ] = x [ n ] xɺ [ n ] t + ɺɺ x [ n ] t! Bu iki açılımın toplamından [ ] [ ] [ ] [ ] x n + + x n = x n + ɺɺ x n t Bu iki açılımın farkından [ ] [ ] [ ] x n + x n = xɺ n t

t yeterince küçük seçildiğinde t anındaki hız ve ivme x [ n + ] x [ n ] ɺ [ ] = ɺɺ x [ n ] x n t = [ + ] [ ] + [ ] x n x n x n t Bu yöntemle, sönümlü tek serbestlik dereceli sistemin hesabı kolaylıkla yapılabilir. [ ] [ ] [ ] [ ] mx ɺɺ n + cxɺ n + kx n = F n [ + ] [ ] + [ ] [ + ] [ ] x n x n x n x n x n m c kx + + [ n ] = F [ n ] t t

Eğer n. adım ve önceki adımlarda kütlenin yerdeğiştirmesi hesaplanmış ise bu denklemdeki tek bilinmeyen x[n+] dir. Benzer terimler ortak parantezde toplanacak olursa ifadenin alacağı biçim [ ] [ ] [ ] [ ] x n + = B x n + B x n + B 3 F n Yöntemden anlamlı sonuçlar elde edilmesi için m B = B 3 k t c m B = B 3 t t B 3 = m c + t t T t < 0.38 T π olmalıdır. 3

Örnek Sistem yatay rijitlik matrisinin deneysel olarak belirlendiği Benzeşik Dinamik Deney (Pseudo dynamic test) uygulaması Yük Ölçerden Kuvvet Okuması Analog/Sayısal (A/D) Dönüşümü Yatay Rijitlik Matrisinin Kurulması Servo Kontrol Ünitesinin Komutlanması Dinamik Denge Denkleminin Çözümü Yerdeğiştirme Kontrolü Sayısal/Analog (D/A) Dönüşümü Hedef Yerdeğiştirmenin Hesabı 333 00 933 00 00 00 933 00 00 533 mm 4 400 800 00 400 00 00 b b a a 00 00 4 φ 8 φ 6/40 4 φ 8 φ 6/40 Deney numunesi Kullanılan ivme kaydı

Örnek (devam) Yerdeğiştirme, Kuvvet Değişimleri 0 5 c'=3.0 e'=.0 f'=0. d'=0. a'>0.0 b>3.5 h'=0. d=.8 f=0. e=0. c=0.7 b'>5.0 mm a>3.5 ITME ÇEKME 5

Sabit İvme Yöntemi Bu yöntemde her bir adım başındaki kütle ivmesinin t zaman dilimi boyunca sabit kaldığı varsayılır. İlerleyen adımlarda sonuçlar gerçekten uzaklaşabilir. Hassas bir yöntem değildir. Ortalama İvme Yöntemi n ve n+ adımlar arasında ivme değeri sabit kabul edilir. ɺɺ x ( t ) = ɺɺ ( ) + ɺɺ ( + ) x n x n Bir sonraki adımdaki yerdeğiştirme ve hızı hesaplamak için, o adımdaki ivmeyi bilmek gerekir. Yöntemin kullanılması için döngüsel bir yaklaşım gerekir. 6

Doğrusal İvme Yöntemi ɺɺ x ( n ) ɺɺ x ( n + ) n ve n+ adımlar arasında ivmenin, değerleri arasında doğrusal değiştiği varsayılır. ɺɺ x ( n+ ) Adım başında bilinmeyen değerini tahmin etmek için döngüsel bir yaklaşım kullanılır. 7

.... Harmonik Yükleme Durumu 8

.... 9

Serbest Titreşim Analizi (Dış Etkisiz Sistemin Titreşimi) Hareket denkleminde çubuk ve düğüm noktası yük matrisleri yerine 0 konulduğunda S d ( t ) M d ( t ) c d ( t ) 0... [ ][ ] [ ] [ ] Genel Yol + + =. d (0), d (0) [ ] Başlangıç koşulları verildiğinde verilirse rastgele dinamik dış etki hali için genel yollardan biri uygulanarak çözüm elde edilir. 30

Determinant Kriteri Yöntemi Serbest titreşimi ait hareket denkleminde [c]=0 alınırsa (sönümsüz titreşim), [ ][ ] [ ] S d d ( t ) + M dɺɺ ( t ) = 0 [ ] = [ ] d ( t ) d sin ω t [ ][ ] [ ][ ] S d sin ω t ω M d sin ω t + 0 = 0 [d] Özel modun şekli (özel vektör) ω özel açısal frekans (özel değer) [ S ][ d ] ω [ M ][ d ] = [ S ] ω [ M ] [ d ] = 0 0 Homogen denklemi elde edilir. Bu denklemin sıfırdan farklı köklerinin olabilmesi için, yani titreşim oluşması için, katsayılar matrisinin determinantı sıfıra eşit olmalıdır. 3

[ ] [ ] = det( S ω M ) Karakteristik denklem Özel Değerlerin Bulunması Karakteristik denklem çözülerek (küçük sistemlerde) veya determinantfrekans ilişkisi çizilerek (büyük sistemlerde) çözüme ulaşılır. [ d ] i D i D i. =.. D ni i. Mod şekli 3

Özel Vektörlerin Bulunması ω i özel açısal frekansına karşı gelen yerdeğiştirme vektörüne i. titreşim moduna ait özel vektör (mod şekli) adı verilir. Özel vektörün hesabı için, ω i özel açısal frekans değerinin yerine konulduğu [ S ] ω [ M ] [ d ] = 0 Denkleminde örneğin D i seçilir. Bu durumda, artık homojen olmayan (n- ) bilinmeyenli (n) denklemden biri çıkarılarak elde edilen (n-) denklemin çözümü ile diğerleri (D i,...,d ni ) bulunur. 33

.... Özel değerler Özel Vektörler Mod Biçimleri ω ω ω n D D D D [ d ] [ d ] [ d ] D n D n... = =.... n =...... D D D n n nn Özel Vektörlerin sayısı sistemin dinamik serbestlik sayisi kadardır. Bu da bağımsız atalet kuvvetlerinin sayısına eşittir. Özel vektör yerdeğiştirmeleri kendi mutlak değerleri ile değil, aralarındaki oranlar ile tanımlanır. 34

Örnek.... 35

.... 36

Vianello-Stodola Yöntemi Özel değer ve özel vektörlerin belirlenmesi için uygulanan bir ardışık yaklaşık yöntemidir. [ S ][ d ] = w [ M ] [ d ] bağıntısının iki tarafı da [ S ] ile çarpıldığında; [ ] [ ][ ] S S d = w [ S ] [ M ][ d ] [ S ] = [ F ] F M d d w [ ][ ][ ] [ ] = Elde edilir. 37

. Modun Belirlenmesi [ d ] ( ) Özel vektörü için birinci seçim (yerdeğiştirmelerin oranları seçilebilir.) [ F ][ M ][ d ] ( ) = [ d ] ( ) [ F ][ M ][ d ] ( ) = [ d ] ( 3 ) [ F ][ M ][ d ] ( ) [ d ] k [ d ] n ( n ) ( n ) = k oranı sabit olduğunda yani ardışık iki adımda elde edilen [d] vektörlerinin terimleri arasında sabit bir oran olduğunda ardışık yaklaşıma son verilir. 38

Bu durumda; Özel vektör [ d ] ( n ) k ω Özel değer de = şeklinde hesaplanır. Bu moda. mod T ω = π ω adı verilir. Pratikte en çok ihtiyaç duyulan moddur. İkinci Modun Belirlenmesi [ d ] ( ) İkinci Mod için seçilen özel vektör Ardışık yaklaşımın ikinci moda yakınsamasını sağlamak için, her adımda, seçilen vektörden birinci modun katkısını çıkarmak gerekir. Buna süpürme işlemi denir. 39

[ ] [ ] 3 [ ] 3 d = α d + α d + α d +... T [ d ] [ M ] İle soldan çarpıldığında T [ d ] T [ M ] d α [ d ] T [ M ][ d ] α [ d ] T [ M ][ d ] α [ d ] T [ M ][ d ] = + + + 3 3 0 0 = =... Modların diklik özelliğinden T [ d ] [ M ][ d ] = 0 i j i j α T [ d ] [ M ] d yeni = [ ] T [ d ] [ M ][ d ] d d = α d Her adımda bu şekilde seçilen vektör kullanılır. 40

Diğer modlar için yeni n n [ ] [ ]... [ ] d d = α d α d α d n n α = T [ d ] [ M ] d T [ d ] [ M ][ d ] α = n T T [ d ] [ M ] d [ d ] [ M ][ d ] n n n n 4

.... Örnek (Dosyadan) 4

Rayleigh Oranı.... 43

.... 44

.... Örnek (Dosyadan) 45

.... Özel Modların Özellikleri 46

.... 47

.... 48