11. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 10
m
EI
l
k
2
2
=ω
NhËn xÐt: §é chÝnh x¸c cña b i to¸n phô thuéc v o sè ®iÓm chia, nÕu sè ®iÓm
chia c ng nhiÒu th× kÕt qu¶ c ng chÝnh x¸c song sè ph−¬ng tr×nh ®¹i sè tuyÕn tÝnh
còng sÏ t¨ng ®−a ®Õn khèi l−îng tÝnh to¸n c ng lín.
12. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 1
PhÇn bµi tËp
B i 1: Cho hÖ cã s¬ ®å nh− h×nh vÏ:
10.6θ ω=
Víi ω1 l tÇn sè c¬ b¶n
a) X¸c ®Þnh tÇn sè dao ®éng riªng ω
b) X¸c ®Þnh hÖ sè K®
c)VÏ biÓu ®å m«men uèn ®éng( M®
P)
B i l m:
a, X¸c ®Þnh tÇn sè dao ®éng riªng ωωωω:
*XÐt dao d¹ng dao ®éng ®èi xøng :
l
l
m2 = m m3 = mm1 = m
q(t) = q(0)sinθt
2EI
EI EI
l
14. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 3
1 1 2 1 5
11 ( 1)( 1) .1. . .1. .1
2 3 2 6
l
M M l l
EI EI EI
δ
= = + =
2
1 1 2 1 1 7
1 ( 1)( 1 ) . . . . . . .1
2 3 2 2 12
l
p M M p l l l l
EI EI EI
δ
− − −
= = + =
1
7
10
l
X⇒ =
BiÓu ®å Momen Mj:
15. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 4
BiÓu ®å Momen Mk:
ChuyÓn vÞ kh¸i qu¸t : 11 ( ).( )kq j kM Mδ δ= =
3
1 1 3 2 1 1 2 7 11
. . . . . . . . . . . . .
2 10 3 2 2 3 10 2 120
kq
l l
l l l l l l l l
EI EI EI
δ
= + − =
3 3
1 1
2.7
3 11..
. .
2 120.
dx
kq
EI
m lM ml
EI
ω
δ
= = =
16. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 5
*XÐt dao d¹ng dao ®éng ph¶n xøng :
+VÏ biÓu ®å momen : Mj
HÖ tÝnh ®Þnh : 11 1 1( ).( )kq M Mδ δ= =
17. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 6
3
11 1 1
1 1 2 1 1 2
( ).( ) ( . . . ) ( . . . )
2 3 2. 2 3 2
kq
l
M M l l l l l l
EI EI EI
δ δ= = = + =
3 3
1 1
1.15
3.
. .
2 2
dx
kq
EI
m lM ml
EI
ω
δ
= = =
b, X¸c ®Þnh hÖ sè ®éng riªng K®:
2
2
2
1 1
1.5625
0.6
1 ( )(1 )
dK
ωθ
ωω
= = =
−−
c. VÏ biÓu ®å m«men uèn ®éng( M®
P) : ( ) .( )d d t
P pM K M=
* VÏ biÓu ®å m«men uèn ®éng( Mt
P) :
19. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 8
11
1 1 2 1 5
( 1)( 1) .1. . .1. .1
2 3 2 6
l
M M l l
EI EI EI
δ
= = + =
2 2 2 3
0 0 0 0
1
. . .1 1 1 1 2
( 1)( 1 ) . . .1 . . . .1 . . .1
2 2 2 2 2 3 8 3
P
q l q l q l q l
M M p l l l
EI EI EI
δ
−− −
= = + − =
2
0
1
2. .
5
q l
X⇒ =
BiÓu ®å Momen( Mt
P): t
P 1 1(M ) ( ). ( )PM X M= +
20. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 9
B i 2: Cho hÖ kÕt cÊu chÞu lùc kÝch
thÝch P(t) = P0sinθt nh− h×nh vÏ:
10.6θ ω=
Víi ω1 l tÇn sè c¬ b¶n
a.X¸c ®Þnh [ω]
b.VÏ biÓu ®å m«men uèn ®éng
(M®
P)
2P(t)
2P(t)
m2 = 2mm1 = m
2EI
EI
EI
l l
l
EI = ∞
l
m1 = m
m0 = m/l
21. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 10
B i l m:
a, X¸c ®Þnh tÇn sè dao ®éng riªng ωωωω:
*XÐt dao d¹ng dao ®éng ®èi xøng :
NhËn xÐt :
-HÖ bËc tù do b»ng 1
+VÏ biÓu ®å momen : Mj
22. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 11
NhËn xÐt :
-HÖ siªu tÜnh bËc 2
Dïng ph−¬ng ph¸p lùc ®Ó vÏ biÓu ®å Momen Mj :
11 1 12 2 1
21 1 22 2 2
. . 0
. . 0
p
p
X X
X X
δ δ
δ δ
+ + ∆ =
+ + ∆ =
1 1 1 2 1 5
11 ( 1)( 1) 2. . . .1. .1 .
2 2 3 2 6
l
M M l l
EI EI EI
δ
= = + =
23. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 12
1 1 1 2 1
22 ( 2)( 2) 2. . . .
2 2 3 3
l
M M l
EI EI
δ
= = =
12 21 0δ δ= =
2
0
1
1 1 2 1 1 7
1 ( )( ) 2. . . . . . .1 .
2 2 3 2 2 12
p
l l
p M M l l l
EI EI EI
∆ = = + =
2 0p∆ =
1 2
7
, 0
10
l
X X
−
⇒ = =
0
1 21 2( ) ( ). ( ). ( )j pM M X M X M= + +
ChuyÓn vÞ kh¸i qu¸t : ( ).( )kkq jM Mδ =
3
1 1 17 2 1 1 2 7 109
2. . . . . . . . . . .
2 20 3 2 2 3 10 2 120
kq
l l l l
l l l l l l
EI EI EI
δ
= + + =
3 3
1 1
1.66
109..
3 . .
120.
dx
kq
EI
lM ml
m
EI
ω
δ
= = =
25. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 14
3
1 1 2. 1 1 2.2. 4
11 ( 1)( 1) 2. . . . .2. . .
2 3 2 2 3 3
l l l
M M l l l l
EI EI EI
δ
= = + =
3
1 1 2. 1 1 2.
22 ( 2)( 2) . . . . . .
2 3 2 2 3 2
l l l
M M l l l l
EI EI EI
δ
= = + =
3
1 1 2 1 1 2 2
12 21 . . . .2 . .
2 3 2 2 3 3
l l l
l l l l
EI EI EI
δ δ
= = + =
m1=m; m2=m
Chän
3
4
0 11
3
l
EI
δ δ= = ; m0=m ta cã:
11
0
3
22
3
0
3
21
3
0
11 1;
3 3
22 .
2 4 8
2 3 1
12 21 .
3 4 2
l EI
EI l
l EI
EI l
δ
δ
δ
δ
δ
δ
δ
δ δ
δ
= =
= = =
= = = =
;11 =m 2 1m =
Ta cã ph−¬ng tr×nh :
( )
( ) 0
22.221.1
12.211.1
=
−
−
uimm
muim
δδ
δδ
( )
1.1
1.1
2
0
1 3
1. 1.
2 8
i
i
u
u
−
=
−
2 11 1
0
8 8
i iu u⇔ − + =
1 1.277
2 0.098
u
u
=
⇔ =
Suy ra:
1 3 3
1 1
0.77
40. 0. 2
. . .1,277
3
px EI
lm u ml
m
EI
ω
δ
= = =
26. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 15
2 3 3
1 1
2.76
40. 0. 1
. . .0,098
3
px EI
lm u ml
m
EI
ω
δ
= = =
Theo nguyªn lÝ céng t¸c dông ta cã biÓu ®å m«men tÜnh :
10.9θ ω=
HÖ ph−¬ng tr×nh t×m biªn ®é cña lùc qu¸n tÝnh J1, J2 :
=∆+
−+
=∆++
−
022
2
221.21
012.121.
1
11
pJ
m
u
J
pJJ
m
u
θ
θ
δδ
δδ
2 2
1
1 1 1 1.277
1.58
0. 0. 0. 0.0,81. 0.81 0.81
u
u
m m
θ
δ θ δ ω
= = = = =
3 3 3
4 2 4 0
1 11.2 0 12.2 0 .2 0
3 3
l l l P
p P P P
EI EI EI
δ δ
∆ = + = + =
3
1
3
0
4 3
1 . 3
4
p l Po EI
p Po
EI l
δ
δ
∆ = = =
3 3 3
2 7 0
2 21.2 0 22.2 0 .2 0
2 3 3
l l l P
P P P P
EI EI EI
δ δ
∆ = + = + =
27. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 16
3
2
3
0
7 3 7
2 .
3 4 4
p l Po EI Po
P
EI l
δ
δ
∆ = = =
Ta cã hÖ ph−¬ng tr×nh :
( )1 1,58 1 0,5. 2 3 0
3 7
0,5. 1 1,58 2 0
8 4
J J Po
Po
J J
− + + =
+ − + =
0,58. 1 0,5. 2 3 0
0,5. 1 1,205. 2 1,75 0
J J Po
J J Po
− + + =
− + =
1 23. 0
2 11. 0
J P
J P
=
⇔
=
( )( ) ( )( ) ( )1 223. 0 11. 0d t
p J J pM M P M P M= + +
BiÓu ®å ( )d
pM
28. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 17
B i 3: Cho hÖ kÕt cÊu chÞu lùc kÝch thÝch
P(t)=P0sinθt nh− h×nh vÏ:
19.0 ωθ =
Víi ω1 l tÇn sè c¬ b¶n
- X¸c ®Þnh [ω]
- X¸c ®Þnh [yi]
- VÏ biÓu ®å m«men uèn ®éng (M®
P)
B i l m:
a, X¸c ®Þnh tÇn sè dao ®éng riªng ωωωω:
*XÐt dao d¹ng dao ®éng ®èi xøng :
NhËn xÐt :
m1 = 2m
l l
l
EI = const
l
P(t)
m2 = 2m
29. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 18
-HÖ bËc tù do b»ng 2
+VÏ biÓu ®å momen : Mj
NhËn xÐt :
-HÖ siªu tÜnh bËc 4
Dïng ph−¬ng ph¸p lùc ®Ó vÏ biÓu ®å Momen Mj :
11 1 12 2 13 3 14 4 1
21 1 22 2 23 3 24 4 2
31 1 32 2 33 3 34 4 3
41 1 42 2 43 3 44 4 4
. . . . 0
. . . . 0
. . . . 0
. . . . 0
p
p
p
p
X X X X
X X X X
X X X X
X X X X
δ δ δ δ
δ δ δ δ
δ δ δ δ
δ δ δ δ
+ + + + ∆ =
+ + + + ∆ =
+ + + + ∆ =
+ + + + ∆ =
Ta cã biÓu ®å m«men :
30. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 19
Ta cã:
EI
l
ll
EI
3
2
.
3
8
2.
3
2
.4.
2
11
11 =
=δ
( ) EI
l
l
EI
2
2 2
1.2
1
12 ==δ
31. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 20
EI
ll
ll
EI
3
2
6
5
3
2
2
1
.
1
13 =
+=δ
EI
ll
ll
EI
2
2
3
2
.
1
14 =
+=δ
( )
EI
l
ll
EI
3
2
1
22 =+=δ
EI
ll
EI 2
1.
2
1
23
22
=
=δ
( )
EI
l
l
EI
== 1.
1
24δ
EI
lll
EI 33
2
.
2
1
33
32
=
=δ
EI
ll
EI 2
1.
2
1
34
22
=
=δ
( )
EI
l
ll
EI
21
44 =+=δ
Khi t¶i träng ®¬n vÞ ®Æt t¹i m1 ta cã biÓu ®å m«men:
EI
ll
ll
EI
p
2
3
2
1
1
2
2
=
+=∆
32. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 21
( ) EI
l
l
EI
p
2
2
1.
1
2 ==∆
EI
ll
l
EI
p
22
.
1
3
3
2
=
=∆
EI
ll
l
EI
p
2
3
2
1
4
22
2
=
+=∆
HÖ ph−¬ng tr×nh:
=++++
=++++
=++++
=++++
0
2
3
423
2
21
2
3
0
2
4
2
1
3
3
2
2
1
1
6
5
043
2
231.2
0
2
3
4
2
3
3.
6
5
221.
3
8
lXX
l
XX
l
l
XX
l
XX
l
lXX
l
XXl
lXXlXXl
−=
−=
=
−=
⇔
41
23
4
41
6
3
41
2
41
9
1
l
X
X
l
X
X
BiÓu ®å m«men trong hÖ siªu tÜnh khi t¶i träng ®¬n vÞ ®Æt t¹i m1:
Khi t¶i träng ®¬n vÞ ®Æt t¹i m2 ta cã biÓu ®å m«men:
33. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 22
( ) EI
l
ll
EI
p
3
2 2
.2
1
1 ==∆
( )
EI
l
ll
EI
p
2
2
.2
1
2 ==∆
EI
l
l
l
EI
p
2
.
2
1
3
32
=
=∆
( )
EI
l
ll
EI
p
2
.
1
4 ==∆
HÖ ph−¬ng tr×nh:
=++++
=++++
=++++
=++++
0423
2
21
2
3
0
2
4
2
1
3
3
2
2
1
1
6
5
0243
2
231.2
024
2
3
3.
6
5
221.
3
8
lXX
l
XX
l
l
XX
l
XX
l
lXX
l
XXl
lXXlXXl
=
=
−=
−=
⇔
41
2
4
41
54
3
41
9
2
41
42
1
l
X
X
l
X
X
BiÓu ®å m«men trong hÖ siªu tÜnh khi t¶i träng ®¬n vÞ ®Æt t¹i m2:
34. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 23
Ta cã ph−¬ng tr×nh :
( )
( ) 0
22.221.1
12.211.1
=
−
−
uimm
muim
δδ
δδ
( )( )
3
1 1
112
11
83
j j
l
M M
EI
δ = =
( )( )
3
2 2
793
22
246
j j
l
M M
EI
δ = =
( )( )
3
1 2
71
12 21
41
j j
l
M M
EI
δ δ= = =
Chän 110 δδ = ; m0=m
111=⇒ δ ;
339
793
22 =δ ;
113
142
12 =δ
( )
0
339
793
113
142
113
142
1.1
=
−
−
ui
ui
0
113
142
339
793
339
1132
2
2
2
=−+−⇔ ii uu
=
=
⇔
246.02
094.31
u
u
Suy ra:
35. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 24
331 426.0
094,3..
82
113
.
1
1.0.0
1
ml
EI
EI
l
m
um
px
===
δ
ω
332 718.1
246,0..
82
113
.
1
2.0.0
1
ml
EI
EI
l
m
um
px
===
δ
ω
b, X¸c ®Þnh [y]:
C¸c d¹ng dao ®éng riªng ph¶n xøng:
( )1 1 2 21. 11 . . 12. 0im ui y m yδ δ− + =
Víi u1=3.094 ta cã:
( ) 11 21
142
1.1 3.094 . 0
113
y y− + =
Chän y11=1 666.121 =⇒ y
Víi u2=0.246 ta cã:
( ) 12 22
142
1.1 0.246 . 0
113
y y− + =
Chän y22=1 77.112 −=⇒ y
Ta cã d¹ng dao ®éng nh− h×nh vÏ :
Theo nguyªn lÝ céng t¸c dông ta cã biÓu ®å m«men tÜnh :
36. ®éng lùc häc c«ng tr×nh
NguyÔn §×nh Trung –CHXD08 25
BiÓu ®å( )t
pM
10.9θ ω=
HÖ ph−¬ng tr×nh t×m biªn ®é cña lùc qu¸n tÝnh J1, J2 :
=∆+
−+
=∆++
−
022
2
221.21
012.121.
1
11
pJ
m
u
J
pJJ
m
u
θ
θ
δδ
δδ
82.3
81.0
094.3
81.0
1
.81,0.0.0
1
.0.0
1
2
1
2
=====
u
mm
u
ωδθδ
θ
2
0
.111
P
p δ=∆
2
0
1
P
p =∆
2
0
.212
P
P δ=∆
0
113.2
142
2 PP =∆
Ta cã hÖ ph−¬ng tr×nh :