2. Förklara vad en egenfrekvens är. English: Explain what en eigenfrequency is.

Relevanta dokument
EXAMINATION L Ö S N I N G A R ---- S O L U T I O N S

Linköpings Universitet Hållfasthetslära, IKP

Lösning: ω e. = k M = EA LM

EXAMINATION L Ö S N I N G A R ---- S O L U T I O N S

EXAMINATION L Ö S N I N G A R ---- S O L U T I O N S

SOLUTION

SOLUTION

Kurskod: TAMS28 MATEMATISK STATISTIK Provkod: TEN1 05 June 2017, 14:00-18:00. English Version

8 < x 1 + x 2 x 3 = 1, x 1 +2x 2 + x 4 = 0, x 1 +2x 3 + x 4 = 2. x 1 2x 12 1A är inverterbar, och bestäm i så fall dess invers.

TENTAMEN i Hållfasthetslära; grundkurs, TMMI kl 08-12

= 1 E {σ ν(σ +σ z x y. )} + α T. ε y. ε z. = τ yz G och γ = τ zx. = τ xy G. γ xy. γ yz

Sammanfattning hydraulik

KTH MMK JH TENTAMEN I HYDRAULIK OCH PNEUMATIK allmän kurs kl

1. Compute the following matrix: (2 p) 2. Compute the determinant of the following matrix: (2 p)

12.6 Heat equation, Wave equation

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Institutionen för Elektro- och Informationsteknik

Tentamen. TSFS 02 Fordonsdynamik med reglering 20 oktober, 2008, kl

P R O B L E M

Tentamen i Matematik 2: M0030M.

Grafisk teknik IMCDP IMCDP IMCDP. IMCDP(filter) Sasan Gooran (HT 2006) Assumptions:

This exam consists of four problems. The maximum sum of points is 20. The marks 3, 4 and 5 require a minimum

Examples on Analog Transmission

Mekanik FMEA30 Project Vibration Damping

Mekanik FMEA30 Project Vibration Damping

Module 6: Integrals and applications

LÅGCYKELUTMATTNING (engelska: LOW CYCLE FATIGUE, LCF)

x 2 2(x + 2), f(x) = by utilizing the guidance given by asymptotes and stationary points. γ : 8xy x 2 y 3 = 12 x + 3

Exempel på uppgifter från 2010, 2011 och 2012 års ämnesprov i matematik för årskurs 3. Engelsk version

Tentamen. TSFS 02 Fordonsdynamik med reglering 14 januari, 2017, kl. 8 12

STORSEMINARIET 3. Amplitud. frekvens. frekvens uppgift 9.4 (cylindriskt rör)

Isolda Purchase - EDI

Tentamen i Matematik 2: M0030M.

Grundläggande Lastanalys

Discovering!!!!! Swedish ÅÄÖ. EPISODE 6 Norrlänningar and numbers Misi.se

Grafisk teknik IMCDP. Sasan Gooran (HT 2006) Assumptions:

Preschool Kindergarten

Grafisk teknik. Sasan Gooran (HT 2006)

Högskolan i Skövde (SK, JS) Svensk version Tentamen i matematik

Module 1: Functions, Limits, Continuity

Pre-Test 1: M0030M - Linear Algebra.

Bernoullis ekvation Rörelsemängdsekvationen Energiekvation applikationer Rörströmning Friktionskoefficient, Moody s diagram Pumpsystem.

Mer om Rainflowcykler

Undergraduate research:

Styrteknik: Binära tal, talsystem och koder D3:1

Mekanik FK2002m. Kraft och rörelse I

2(x + 1) x f(x) = 3. Find the area of the surface generated by rotating the curve. y = x 3, 0 x 1,

Second handbook of research on mathematics teaching and learning (NCTM)

denna del en poäng. 1. (Dugga 1.1) och v = (a) Beräkna u (2u 2u v) om u = . (1p) och som är parallell

Kurskod: TAMS11 Provkod: TENB 28 August 2014, 08:00-12:00. English Version

Project: Vibration Damping

Calculate check digits according to the modulus-11 method

Mätosäkerhet och kundlaster

Vågrörelselära och optik

f(x) =, x 1 by utilizing the guidance given by asymptotes and stationary points. cos(x) sin 3 (x) e sin2 (x) dx,

MEKANIK LABORATION 2 KOPPLADE SVÄNGNINGAR. FY2010 ÅK2 Vårterminen 2007

Kurskod: TAIU06 MATEMATISK STATISTIK Provkod: TENA 17 August 2015, 8:00-12:00. English Version

PRESS FÄLLKONSTRUKTION FOLDING INSTRUCTIONS

Rev No. Magnetic gripper 3

6. a) Visa att följande vektorer är egenvektorer till matrisen A = , och ange motsvarande

Har Du frågor angående uppgifterna: kontakta någon av lärarna, vid lektionerna, via e-post eller på deras rum:

FORTA M315. Installation. 218 mm.

Isometries of the plane

Viktig information för transmittrar med option /A1 Gold-Plated Diaphragm

Exempel på uppgifter från års ämnesprov i matematik för årskurs 3. Engelsk version

Suzuki SX4 2006» Fiat Sedici 2006»

Fatigue Properties in Additive manufactured Titanium & Inconell

Rastercell. Digital Rastrering. AM & FM Raster. Rastercell. AM & FM Raster. Sasan Gooran (VT 2007) Rastrering. Rastercell. Konventionellt, AM

Kurskod: TAIU06 MATEMATISK STATISTIK Provkod: TENA 15 August 2016, 8:00-12:00. English Version

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Institutionen för Elektro- och Informationsteknik

Kurskod: TAMS11 Provkod: TENB 07 April 2015, 14:00-18:00. English Version

2.1 Installation of driver using Internet Installation of driver from disk... 3

Webbregistrering pa kurs och termin

(D1.1) 1. (3p) Bestäm ekvationer i ett xyz-koordinatsystem för planet som innehåller punkterna

Kurskod: TAIU06 MATEMATISK STATISTIK Provkod: TENA 31 May 2016, 8:00-12:00. English Version

S 1 11, S 2 9 and S 1 + 2S 2 32 E S 1 11, S 2 9 and 33 S 1 + 2S 2 41 D S 1 11, S 2 9 and 42 S 1 + 2S 2 51 C 52 S 1 + 2S 2 60 B 61 S 1 + 2S 2 A

Tentamen MMG610 Diskret Matematik, GU

Solutions to exam in SF1811 Optimization, June 3, 2014

A study of the performance

Tentamen i Hållfasthetslära AK2 för M Torsdag , kl

sin(x 2 ) 4. Find the area of the bounded region precisely enclosed by the curves y = e x and y = e.

Beijer Electronics AB 2000, MA00336A,

Tentamen i Matematik 3: M0031M.

DVG C01 TENTAMEN I PROGRAMSPRÅK PROGRAMMING LANGUAGES EXAMINATION :15-13: 15

HYDRAULIK Rörströmning I

Ett hållbart boende A sustainable living. Mikael Hassel. Handledare/ Supervisor. Examiner. Katarina Lundeberg/Fredric Benesch

HYDRAULIK Rörströmning IV

PRESS FÄLLKONSTRUKTION FOLDING INSTRUCTIONS

Technique and expression 3: weave. 3.5 hp. Ladokcode: AX1 TE1 The exam is given to: Exchange Textile Design and Textile design 2.

x p,1 = X 1 sin ωt + C 1 x p,2 = X 2 sin ωt + C 2, m 1 =20.0 kg m 2 =1.0 kg F 0 =10N k 1 = 4000 N/m m 1 =20.0 kg k 1 = 4000 N/m l 01 =0.

Hållfasthetslära Lektion 2. Hookes lag Materialdata - Dragprov

MÄTNING AV VÄGT REDUKTIONSTAL MEASUREMENT OF THE WEIGHTED SOUND TRANSMISSION LOSS

P650 - Takscreen. Installationsguide EN

Writing with context. Att skriva med sammanhang

1. Förpackningsmaskin / Packaging machine

Listen to me, please!

Chapter 2: Random Variables

f(x) = x2 + 4x + 6 x 2 4 by utilizing the guidance given by asymptotes and stationary points.

Uttagning för D21E och H21E

1. Varje bevissteg ska motiveras formellt (informella bevis ger 0 poang)

1. Find the 4-tuples (a, b, c, d) that solves the system of linear equations

Transkript:

Linköpings Universitet, Hållfasthetslära, IEI/IKP TENTAMEN i Mekaniska svängningar och utmattning, TMMI09 2007-10-16 kl 14-18 L Ö S N I N G A R ---- SOLUTIONS 1. Ange sambanden mellan vinkelfrekvens ω, cyklisk frekvens f och svängningstid (periodtid) T för en svängning. English: Give the relationships between the angular frequency ω, the cyclic frequency f and the period time T of a vibration. Lösning: ω=2πf and f = 1 T 2. Förklara vad en egenfrekvens är. English: Explain what en eigenfrequency is. En frekvens ett system svänger med om systemet lämnas att svänga fritt. A frequency a system will vibrate with if it is left to vibrate freely. 8

Tekniska Högskolan i Linköping, IEI/IKP TENTAMEN i Mekaniska svängningar och utmattning, 071016 kl 14-18 DEL 1 - (Teoridel utan hjälpmedel) 3. spänning/stress (MPa) Hur många cykler erhålls ur vidstående svängningssekvens? Ange medelvärde och 300 amplitud för varje cykel. Använd rain-flow 200 count-metoden English: How many cycles is obtained from the 100 sequence given? Give mean value and amplitude of each cycle. Use the rain-flow 0 tid/time count method. There will be four cycles: two cycles with stress σ=150 ± 150 MPa, one cycle with stress σ=150 ± 50 MPa, and one cycle with σ=100 ± 100 MPa. 4. Ange Neubers hyperbel: skriv upp ekvationen och förklara de ingående storheterna. Förklara även hur den används. English: Give the Neuber hyperbola: write down the equation and explain the different factors in it. Also, explain how it is used. The Neuber hyperbola reads ε σ= K 2 2 f σ E where ε and σ is strain and stress (at point of stress concentration), K f is the fatigue notch factor (K t, the stress concentration factor, is sometimes used here), and σ is the stress far away from the stress concentration). The intersection of the Neuber hyperbola and the material relationship (for example the Ramberg-Osgoods relation) gives the stress and the strain at the point of stress concentration. 9

Tekniska Högskolan i Linköping, IEI/IKP TENTAMEN i Mekaniska svängningar och utmattning, 071016 kl 14-18 5. En massa M hängs upp i tre fjädrar (styvhet k k 1 = k, k 2 =2k och k 3 =3k). 1 k 2 k1 k (a) Bestäm egenvinkelfrekvensen för systemet M 3 k2 om massan och fjädrarna monteras enligt figur k3 M (a). (a) (b) (b) Vad blir egenvinkelfrekvensen om massan och fjädrarna monteras enligt figur (b)? English: 5. A mass M is mounted with three springs (stiffness k 1 = k, k 2 =2k, and och k 3 =3k). (a) Determine the (angular) eigenfrequency of the system if the mass and the springs are mounted as shown in figure (a). (b) What will the eigenfrequency be if mass and springs are mounted as in figure (b). (a) The equation of motion of the mass is Mẍ = F 1 F 2 + F 3 (a) where F 1 = k 1 x F 2 = k 2 x and F 3 = k 3 x This gives Mẍ +(k 1 + k 2 + k 3 )x = 0 which gives (b) The equation of motion of the mass now becomes Mẍ = F For the two springs in series one obtains (same force F in the two springs) Enter this into (b). It gives and the eigenfrequency becomes ω e = (k 1 + k 2 + k 3 ) = 6 k M M = 2.45 k M x = x 1 + x 2 = F k 1 + F k 2 giving k 1k 2 k 1 + k 2 x = F Mẍ + k 1 k 2 k 1 + k 2 + k 3 x = 0 ω e = k 1 k 2 (k 1 + k 2 ) + k 3 Thus, the eigenfrequency in case (b) goes down, but not that much, because the stiffest spring k 3 will dominate the behaviour of the mass in both cases. (b) 1 M = 11 3 k M = 1.91 k M 10

Tekniska Högskolan i Linköping, IEI/IKP/ TENTAMEN i Mekaniska svängningar och utmattning, 071012 kl 14-18 6. Härled rörelseekvationen för en dämpad pendel l l enligt figur (massa M, längd L, gravitation g, dämpkonstant c). Pendeln gör små svängningar c runt sitt vertikala jämviktsläge. M Mg English: Deduce the equation of motion of a damped pendulum according to figure (mass M, length L, gravitation g, damping constant c). The pendulum performs small oscillations around its vertical equilibrium position. The pendulum is subjected to two forces: the gravity force Mg and the damping force S d = c l φ. The equation of motion, J φ= moment, becomes J φ= Mg sinφ c l φ Using J = Ml 2 and sin φ = φ give Ml 2 φ+c l φ+mg φ=0 which is the equation asked for. 11

Tekniska Högskolan i Linköping, IEI/IKP TENTAMEN i Mekaniska svängningar och utmattning, 071016 kl 14-18 7. En stor plåt, belastad med en en-axlig spänning, spänning/stress (MPa) utsätts för en belastningssekvens enligt figur. 300 Denna sekvens upprepas. Materialet har en Wöhlerkurva som ges av sambandet 200 σ a = 50 logn + 400 (MPa) 100 där σ a är spänningsamplituden. Bestäm förväntat antal sekvenser till utmattningsbrott. 0 Använd Palmgren-Miners delskadehypotes. tid/time Inverkan av spänningens medelvärde får försummas. English: 7. A large plate, loaded in uni-axial tension, is subjected to a load sequence according to the figure. This sequence is repeated. The material has a Wöhler curve given by the equation σ a = 50 logn + 400 (MPa) where σ a is the stress amplitude. Determine the expected number of sequences to fatigue failure. Use the Palmgren-Miner damage accumulation rule. The influence of the stress mean value can be neglected. Rain-flow count gives 1 cycle from 0 to 300 MPa, giving σ a = 150 MPa, 1 cycle from 50 to 300 MPa, giving σ a = 125 MPa, 2 cycles between 50 and 250 MPa, giving σ a = 100 MPa, and 1 cycle between 50 and 200 MPa, giving σ a = 75 MPa. These stress amplitudes give (from the Wöhler curve) N = 100 000, 316 228, 1000000, and 3 162 278 cycles, respectively The Palmgren-Miner damage accumulation rule gives 1 D = 100 000 + 1 316 228 + 2 1 000 000 + 1 3 162 278 = 1 64 600 Thus, failure is expected after approximately 64 000 sequences (giving 320 000 cycles). 12

Tekniska Högskolan i Linköping, IEI/IKP TENTAMEN i Mekaniska svängningar och utmattning, 071012 kl 14-18 8. Ett material utsätts för en lastsekvens som töjning/ strain ger töjningar enligt figur. Använd Morrows 0,003 ekvation för att beräkna förväntat antal 0,001 lastsekvenser till brott. Inverkan av spänningens tid/time medelvärde får försummas. Materialdata: E = 200 GPa, ν = 0,3, σ U = σ B = - 0,0025 700 MPa, Ψ = 0,65, σ f = 900 MPa, ε f = 0,26, b = 0,095, och c = 0,47. English: 8. A material is subjected to a load sequence giving the strain shown in the figure. Use the Morrow relationship to determine the expected number of load sequences to fatigue failure. The influence of the mean stress can be neglected. Material properties: E = 200 GPa, ν = 0.3, σ U = 700 MPa, Ψ = 0.65, σ f = 900 MPa, ε f = 0.26, b = 0.095, and c = 0.47. The diagram gives four cycles: - One cycle with strain range Δε = 0,0055, giving strain amplitude ε a = 0,00275. According to Morrow one obtains (neglecting the mean stress) ε a = σ f E (2N)b +ε f (2N) c giving 0, 00275 = 900 200 000 (2N) 0,095 + 0, 26 (2N) 0,47 Solving for N gives N = 44 550 cycles (2N is load reversals to failure). - One cycle with strain range Δε = 0,0025, giving ε a = 0,00125. Morrow gives 0, 00125 = 900 200 000 (2N) 0,095 + 0, 26 (2N) 0,47 Solving for N gives N = 2 180 000 cycles - Two cycles with strain range Δε = 0,003, giving ε a = 0,0015. Morrow gives 0, 0015 = 900 200 000 (2N) 0,095 + 0, 26 (2N) 0,47 Solving for N gives N = 720 000 cycles. Palmgren-Miner now gives 1 D = 44 550 + 2 720 000 + 1 2180 000 = 1 39 000 Expected number of sequences to failure is 39 000. 13