Nelisolmuinen levyelementti

Samankaltaiset tiedostot
CST-elementti hum

Kahdeksansolmuinen levyelementti

Kahdeksansolmuinen levyelementti

Sauvaelementti hum

Ax 0 mm Bx mm Cx 1800 Ay 0 mm By mm Cy 0

Lämmönsiirto (ei tenttialuetta)

Teknillinen korkeakoulu Mat Epälineaarisen elementtimenetelmän perusteet (Mikkola/Ärölä) 11. harjoituksen ratkaisut

ELEMENTTIMENETELMÄN PERUSTEET SESSIO 19: Gaussin integrointi emojanan alueessa.

ELEMENTTIMENETELMÄN PERUSTEET SESSIO 10: Avaruusristikon sauvaelementti.

X 2 = k 21X 1 + U 2 s + k 02 + k 12. (s + k 02 + k 12 )U 1 + k 12 U 2. s 2 + (k 01 + k 21 + k 02 + k 12 ) s + k

S /142 Piirianalyysi 2 1. Välikoe

Exam III 10 Mar 2014 Solutions

ELEMENTTIMENETELMÄN PERUSTEET SESSIO 13: Avaruuskehän palkkielementti.

4 KORKEAMMAN KL:N LINEAARISET DIFFERENTIAALIYHTÄLÖT

763105P JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 1 Ratkaisut 5 Kevät 2016

Pro gradu -tutkielma Meteorologia SUOMESSA ESIINTYVIEN LÄMPÖTILAN ÄÄRIARVOJEN MALLINTAMINEN YKSIDIMENSIOISILLA ILMAKEHÄMALLEILLA. Karoliina Ljungberg

Viivakuormituksen potentiaalienergia saadaan summaamalla viivan pituuden yli

Differentiaaliyhtälöt, Syksy 2015 Harjoitus 2, Ratkaisut Ratkaise separoituvat differentiaaliyhtälöt. a) y = y

S Piirianalyysi 2 2. välikoe

SAVUN JA KOSTEUDEN VAIKUTUS ELEKTRONIIKKAPIIREIHIN

Palkkielementti hum

LAATTATEORIAA. Yleistä. Kuva 1.

Ensimmäisen kertaluvun differentiaaliyhtälö on lineaarinen, jos se voidaan kirjoittaa muotoon. + p(x)y = r(x) (28)

Suorien ja tasojen geometriaa Suorien ja tasojen yhtälöt

2.7.4 Numeerinen esimerkki

= + + = 4. Derivointi useammassa ulottuvuudessa

763101P FYSIIKAN MATEMATIIKKAA Kertaustehtäviä 1. välikokeeseen, sl 2008

[ k ] ja ekvivalenttisen solmukuormitusvektorin { r } määritystä kaavoista (4.20) ja

Talousmatematiikan perusteet, L2 Kertaus Aiheet

MS-C1350 Osittaisdifferentiaaliyhtälöt Harjoitukset 5, syksy Mallivastaukset

Kon Hydraulijärjestelmät

Jakso 15. Vaihtovirrat. Sarja- ja lineaaripiirit. Maxwellin yhtälöt

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

SOSIAALIPÄIVYSTYKSEN KEHITTÄMISEN VUODET KESKI-SUOMESSA

! #! %! & #!!!!! ()) +

Talousmatematiikan perusteet, L2 Kertaus Aiheet

HY / Matematiikan ja tilastotieteen laitos Tilastollinen päättely II, kevät 2017 Harjoitus 4 Ratkaisuehdotuksia. Tehtäväsarja I

3 TOISEN KERTALUVUN LINEAARISET DIFFERENTIAALIYHTÄLÖT. y + p(x)y + q(x)y = r(x) (1)

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

Ennustaminen ARMA malleilla ja Kalmanin suodin

4.3 Liikemäärän säilyminen

4. Derivointi useammassa ulottuvuudessa

Materiaalien mekaniikka

S uay uvaxy uv 2 Ax 2 y... uv i Ax i y uv i wx i y.

z Im (z +1) 2 = 0. Mitkä muut kompleksitason pisteet toteuttavat tämän yhtälön? ( 1) 0 z ( 1) z ( 1) arg = arg(z 0) arg(z ( 1)), z ( 1) z ( 1)

MS-A0204 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (ELEC2) Luento 9: Muuttujanvaihto taso- ja avaruusintegraaleissa

2. harjoitus - malliratkaisut Tehtävä 3. Tasojännitystilassa olevan kappaleen kaksiakselista rasitustilaa käytetään usein materiaalimalleissa esiintyv

Word Taulukko-ominaisuus

Sekä A- että B-osasta tulee saada vähintään 7 pistettä. Mikäli A-osan pistemäärä on vähemmän kuin 7 pistettä, B-osa jätetään arvostelematta.

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Aalto-yliopisto, sähkötekniikan korkeakoulu

Taulumenetelmä modaalilogiikalle K

Suoran yhtälöt. Suoran ratkaistu ja yleinen muoto: Suoran yhtälö ratkaistussa, eli eksplisiittisessä muodossa, on

S Piirianalyysi 2 Tentti

Liite VATT Analyysin lukuun 5

Muutoksen arviointi differentiaalin avulla

1. välikoe

4 YLEINEN ELEMENTTIMENETELMÄ

2.2 Gaussin eliminaatio. 2.2 Gaussin eliminaatio. 2.2 Gaussin eliminaatio. 2.2 Gaussin eliminaatio

S SÄHKÖTEKNIIKKA

LIITE 8A: RAKENNELUVUN 137 YHTÄLÖITÄ

Johda jakauman momenttiemäfunktio ja sen avulla jakauman odotusarvo ja varianssi.

10 Suoran vektorimuotoinen yhtälö

Intensiteettitaso ja Doplerin ilmiö

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 2 Kevät 2017

Laskuharjoitus 2 Ratkaisut

Johdatus materiaalimalleihin

Sisätuloavaruudet. 4. lokakuuta 2006

Yhtälöryhmä matriisimuodossa. MS-A0004/A0006 Matriisilaskenta. Tarkastellaan esimerkkinä lineaarista yhtälöparia. 2x1 x 2 = 1 x 1 + x 2 = 5.

Johda jakauman momenttiemäfunktio ja sen avulla jakauman odotusarvo ja varianssi.

Toisen asteen käyrien ja pintojen geometriaa Ympyrän ja pallon ominaisuuksia

KUINKA PALJON VAROISTA OSAKKEISIIN? Mika Vaihekoski, professori. Lappeenrannan teknillinen yliopisto

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

S Fysiikka III (Est) Tentti

Määritelmä Olkoon T i L (V i, W i ), 1 i m. Yksikäsitteisen lineaarikuvauksen h L (V 1 V 2 V m, W 1 W 2 W m )

ELEMENTTIMENETELMÄN PERUSTEET SESSIO 14: Yleisen lujuusopin elementtimenetelmän perusteita.

3x + y + 2z = 5 e) 2x + 3y 2z = 3 x 2y + 4z = 1. x + y 2z + u + 3v = 1 b) 2x y + 2z + 2u + 6v = 2 3x + 2y 4z 3u 9v = 3. { 2x y = k 4x + 2y = h

6.2.3 Spektrikertymäfunktio

Energian säilymislain perusteella elektronin rekyylienergia on fotnien energioiden erotus: (1)

r u u R Poistetut tehtavat, kunjännitestabiiliusja jännitteensäätö yhdistettiin:

1. kotitehtäväsarja - Einsteinin summaussääntö ja jännitystila - malliratkaisut

x = x x 2 + 2y + 3 y = x + 2y f 2 (x, y) = 0. f 2 f 1

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 1 Kevät y' P. α φ

Y56 Laskuharjoitukset 3 palautus ma klo 16 mennessä

Laskuharjoitus 1 Ratkaisut

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

l 1 2l + 1, c) 100 l=0

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 2 / vko 45

DYNAMIIKKA II, LUENTO 2 (SYKSY 2015) Arttu Polojärvi

X k+1 X k X k+1 X k 1 1

Tehtävä 4.7 Tarkastellaan hiukkasta, joka on pakotettu liikkumaan toruksen pinnalla.

S Piirianalyysi 2 Tentti

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

Dynaamiset regressiomallit

TASOMAISET ÄÄNILÄHTEET VIRTAAVASSA VÄLIAINEESSA

Suhteellinen puristuskapasiteetti arvioida likimääräisesti kaavalla 1 + Kyseisissä lausekkeissa esiintyvillä suureilla on seuraavat merkitykset:

3. Teoriaharjoitukset

Moraalinen uhkapeli: laajennuksia ja sovelluksia

Ensimmäisen asteen polynomifunktio

u = 2 u (9.1) x + 2 u

Rakenteiden mekaniikan menetelmiä metallirakentajille OSA 1 Elementtimenetelmän alkeet

Transkriptio:

Lv hm 6..3 Nliolminn lvlmntti arkatllaan kvan nliolmita lvlmnttiä. q 6 q 8 η 3 q 5 ( 3, 3 q 7 (, q (, v P q ξ (, q q 3 Pitn P koordinaatit voidaan laa mokoordinaattin ξ ja η avlla, jotka ovat normratt välill [ ], η [ ] ξ ( ξ, η = ( ξ, η + ( ξ, η + ( ξ, η + ( ξ, η N N N N 3 3 ( ξ, η = ( ξ, η + ( ξ, η + ( ξ, η + ( ξ, η N N N N 3 3 ( miä fnktiot N, N, N 3 ja N ovat lvlmntin bi-linaarit motofnktiot N( ξ, η = N = ( ξ ( η N( ξ, η = N = ( + ξ ( η N3( ξ, η = N3 = ( + ξ ( + η N( ξ, η = N = ( ξ ( + η ( Hlpoti homaat, ttä dllä olvilla fnktioilla on taakin ominai, ttä niidn arvo omalla olmlla on ja milla olmilla. Liäki kaikkin motofnktioidn mma lmntin allla on.

Lv hm 6..3 N = ( ξ ( η N = ( + ξ ( η.75.5.5 - -.5.5 - -.5.75.5.5.5 - -.5.5 - -.5.5 N3 = ( + ξ ( + η N = ( ξ ( + η.75.5.5 - -.5.5 - -.5.75.5.5.5 - -.5.5 - -.5.5 Vataavati lmntin allla iirtmäknttä lataan olmiirtmin avlla ( ξ, η = ( ξ, η + ( ξ, η + ( ξ, η + ( ξ, η N q N q N q N q 3 3 5 7 ( ξ, η = ( ξ, η + ( ξ, η + ( ξ, η + ( ξ, η v N q N q N q N q 3 6 8 (3 Lähdtään ittn timään vnmän laktta lmntin allla. ätä vartn drivoidaan iirtmän lak mokoordinaattin htn, ξ = + ξ ξ, η = + η η ( joka voidaan laa matriiimodoa, ξ, ξ, ξ,, =, η, η, η = J,, (5

Lv hm 6..3 miä matriii J on kvakn Jacobin matriii. Nliolmin lvlmntin tapaka = ( ( ( ( ( ( 3 ( ( ξ η + + ξ η + + ξ + η + ξ + η, ξ = ( ( ( ( 3 ( ( 3 η + + η = η + + η, η = ( ( ( ( 3 ( ( 3 ξ + + ξ = ξ + + ξ = ( ξ ( η ( ξ ( η ( ξ ( η 3 ( ξ ( η + + + + + + +, ξ = ( η ( + ( + η ( 3 ( ( = 3 η + + η, η = ( ξ ( + ( + ξ ( 3 = ( ξ + ( + ξ 3 jotn Jacobin matriii nliolmill lvlmntill on (6 ( η + ( + η ( η + ( + η ( ξ + ( + ξ ( ξ + ( + ξ 3 3 J = (7 3 3 Matriiita homataan, ttä i ol nää vakio lmntin allla. Vataavati iirtmill ja v aadaan ( ξ, η = ( ( ( ( 3 ( ( 5 ( ( 7 ξ η q + + ξ η q + + ξ + η q + ξ + η q, ξ = ( ( 3 ( ( 5 7 η q q + + η q q, η = ( ( 7 ( ( 5 3 ξ q q + + ξ q q v( ξ, η = ( ( q ( ( q ( ( q6 ( ( q8 ξ η + + ξ η + + ξ + η + ξ + η v, ξ = ( η( q q ( η( q6 q8 + + v, η = ( ξ ( q8 q + ( + ξ ( q6 q jotn iirtmin drivaatat mokoordinaattin htn voidaan kirjoittaa (8 ( η ( η ( η ( η ( ξ ( ξ ( ξ ( ξ ( η ( η ( η ( η ( ξ ( + ξ ( + ξ ( ξ, ξ + +, η + + = q (9 v, ξ + + v, η koka iirtmän drivaatta koordinaattin ja htn on 3

Lv hm 6..3, ξ,, J J ξ J J, η =, J J J =, η J J J ( v, ξ v, η miä J on Jacobin matriiin dtrminantti. Yhtälön jälkimmäinn moto on tarkoittt lvntämään, mitn htälö ( on modottt. Vataavati iirtmän v drivaatta koordinaattin ja htn, ξ v, v, J J ξ J J, η v =, J J v J =, η J J v J, ξ v, η ( jotn vnmäkomponntit lmntin allla aadaan dllä ittn prtlla motoon ε, J J ε v, J J = = J G q = AG q = Bq ( γ, v +, J J J J miä matriii G näk htälöä (9. Matriiia B kttaan lmntin kinmaattiki matriiiki, jonka avlla aadaan pitn P vnmäkomponntit kn lmntin olmiirtmät tnntaan. Jäkkmatriii Linaariti kimmoin kappaln, joa on linn jännittila, kimmonrgia aadaan lakkta σ ε U = U dv = dv V V jo pitn P jännitkomponntit voidaan laa σ υ E = σ = = = υ σ Dε DB q B q υ τ υ niin aadaan lmntin kimmonrgia latta modoa (3 ( U = q B DBqdV = q t da = t J dξdη B DB q q B DB q (5 V jotn lmntin jäkkmatriii on A

Lv hm 6..3 k t B DB J dξdη (6 = miä t on lmntin vakioki olttt pak. Jäkkmatriii laktaan nmriti kättän lnä Gain intgrointia ja pitn nättnottoa. Ekvivalnttit olmkormitkt ilavkormitkn aihttama kvivalnttinn olmkormit Laktaan nin tilavkormitkn f aihttama kvivalnttinn olmkormit. ätä vartn lataan tilavkormitkn potntiaali WP = f dv = t f da V A (7 miä t on lmntin vakiopak. Siirtmä lmntin allla voidaan laa q q q 3 ( ξ, η N N N3 N q = = v( ξ, η N N N3 N = Nq (8 q5 q6 q jotn tilavkormitkn potntiaali N N 7 q8 N f N f V ξ η N3 f A A N 3 f N N WP = q t N f da = q t da = q t J d d = q f (9 N3 N N f N f N f N3 f N f N f Ekvivalnttinn olmkormit laktaan nmriti kättän Gain intgrointia ja pitn nättnottoa. 5

Lv hm 6..3 aain rnapainn aihttama kvivalnttinn olmkormit arkatllaan lmntin rnaa olmlta olmll. Mt rnat mnvät vataavalla tavalla. q 6 q 8 q 7 η 3 q 5 ( 3, 3 p (, q ξ (, q q 3 q (, p = p p. Elmntill kohdit rnapain, jonka komponntit globaalia koordinaatitoa ovat ( Pain voidaan mttaa viivakormitkki krtomalla lmntin pakdlla t. Kormitkn potntiaali on ( ( ( WP = p t d = r d = q N r d ( miä intgrointi lottaan rnaviivan - li. Koka riittää kn intrpolointi kok vain rnaviivaa, niin ovittaan viivall kilottinn intrpolointi. 7 N N q 8 v N N q q ( ξ q = = = N q ( miä N N = = + ( ξ ( ξ Rnaviivan pit on l = +, jotn l d = dξ ja potntiaali ( 6

Lv hm 6..3 WP ( ξ r ( r r l ξ l ξ ( ξ r + r ( + ξ r = q d = q (3 jotn taain rnapainn aihttama kvivalnttinn olmkormitvktori aadaan r r p l f = r r ( Kormitkn voimakomponntit ijoittlmmataan lmntin vapaatita ( q q q q vataavill globaalivapaatill. 7 8 Lämpötilan mtokn vaikt Mikäli lmntin lämpötila mtt niin anottn rfrnilämpötilaan vrrattna määrän, niin iitä = aiht taojännittilan lmnttiin vnmä ( lmnttiin i aihd lämpötilan mtokta jännitkiä, niin jännitkn lak on ε α α. Koka kiinnittämättömään σ σ = σ = D( ε ε (5 τ Elmntin kimmonrgian lak on nt ( ( ε ε D( ε ε U = σ ε ε dv = dv V V = dv t da d ε Dε ε Dε + ε Dε V A V = q k q q t B DεJ dξdη + U θ (6 Homataan, ttä viiminn trmi on vakio, jolloin häviää drivoitaa. Kkimmäinn trmi voidaan laa modoa t J dξdη = q B Dε q Θ (7 miä vktoria 7

Lv hm 6..3 = t J dξdη = θ θ θ3 θ θ5 θ6 θ7 θ8 ( Θ B Dε (8 kttaan lämpötilan mtokn aihttamaki kvivalnttiki olmkormitvktoriki, joka taa aadaan nmrilla intgroinnilla. Kaavaa α on pitdn lämpölaajnmikrroin [/K] tai [/ C] ja [K] tai [ C] on lämpötilan mto rfrnilämpötilaan vrrattna. Lakntamallin globaali olmkormitvktori F ijoittlmmataan vataavati kin aimmin on ittt ( F = P + f + Θ + f " " V p (9 Anntt olmkormit Kakilottiilla lmntillä anntta olmkormitta P tlii lnä välttää, koka lmnttijakoa tihnnttää kormitaln jännitkt novat riki. Kormit tlii korvata äärllill matkall attlla painkormitklla. 8