Sources/Anleitungen/FEM-Formulierung für den Euler-Bernoulli-Balken: Unterschied zwischen den Versionen
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<tr><th>''ϕ<sub>2</sub>''</th><td> </td><td><math>\displaystyle \frac{1}{105}\;\ell_i^3</math></td><td><math>\displaystyle \frac{13}{420}\;\ell_i^2 </math></td><td><math>\displaystyle -\frac{1}{140}\;\ell_i^4</math></td></tr> | <tr><th>''ϕ<sub>2</sub>''</th><td> </td><td><math>\displaystyle \frac{1}{105}\;\ell_i^3</math></td><td><math>\displaystyle \frac{13}{420}\;\ell_i^2 </math></td><td><math>\displaystyle -\frac{1}{140}\;\ell_i^4</math></td></tr> | ||
<tr><th>''ϕ<sub>3</sub>''</th><td> </td><td> </td><td><math>\displaystyle \frac{13}{35}\;\ell_i </math></td><td><math>\displaystyle \frac{11}{210}\;\ell_i^2 </math></td></tr> | <tr><th>''ϕ<sub>3</sub>''</th><td> </td><td> </td><td><math>\displaystyle \frac{13}{35}\;\ell_i </math></td><td><math>\displaystyle \frac{11}{210}\;\ell_i^2 </math></td></tr> | ||
<tr><th>''ϕ<sub>4</sub>''</th><td> | <tr><th>''ϕ<sub>4</sub>''</th><td>symm.</td><td> </td><td> </td><td><math>\displaystyle \frac{1}{105}\;\ell_i^3</math></td></tr> | ||
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.. für die symmetrische Steifigkeitsmatrix. Tabelliert sind die Werte der Integrale | .. für die symmetrische Steifigkeitsmatrix. Tabelliert sind die Werte der Integrale | ||
::<math>\displaystyle \frac{k_{ij}}{EI} = \int_0^\ell \phi_i'' \cdot \phi_j'' \; dx</math> | |||
<table class="wikitable" style="background-color:white; margin-right:14px;"> | |||
<tr><th> </th><th>''ϕ<sub>1</sub>''</th><th>''ϕ<sub>2</sub>''</th><th>''ϕ<sub>3</sub>''</th><th>''ϕ<sub>4</sub>''</th></tr> | |||
<tr><th>''ϕ<sub>1</sub>''</th><td><math></math></td><td><math></math></td><td><math></math></td><td><math></math></td></tr> | |||
<tr><th>''ϕ<sub>2</sub>''</th><td> </td><td><math></math></td><td><math></math></td><td><math></math></td></tr> | |||
<tr><th>''ϕ<sub>3</sub>''</th><td> </td><td> </td><td><math></math></td><td><math></math></td></tr> | |||
<tr><th>''ϕ<sub>4</sub>''</th><td>symm. </td><td> </td><td> </td><td><math></math></td></tr> | |||
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<table class="wikitable" style="background-color:white; margin-right:14px;"> | |||
<tr><th> </th><th><math>\Phi_1</math></th><th><math>\Phi_2</math></th><th><math>\Phi_3</math></th><th><math>\Phi_4</math></th></tr> | |||
<tr><th><math>\Phi_1</math></th><td><math>\displaystyle \frac{13}{35}\;\ell_i </math></td><td><math>\displaystyle \frac{11}{210}\;\ell_i^2</math></td><td><math>\displaystyle \frac{9}{70}\;\ell_i</math></td><td><math>\displaystyle -\frac{13}{420}\;\ell_i^2 </math></td></tr> | |||
<tr><th><math>\Phi_2</math></th><td> </td><td><math>\displaystyle \frac{1}{105}\;\ell_i^3</math></td><td><math>\displaystyle \frac{13}{420}\;\ell_i^2 </math></td><td><math>\displaystyle -\frac{1}{140}\;\ell_i^4</math></td></tr> | |||
<tr><th><math>\Phi_3</math></th><td> </td><td> </td><td><math>\displaystyle \frac{13}{35}\;\ell_i </math></td><td><math>\displaystyle \frac{11}{210}\;\ell_i^2 </math></td></tr> | |||
<tr><th><math>\Phi_4</math></th><td>symm.</td><td> </td><td> </td><td><math>\displaystyle \frac{1}{105}\;\ell_i^3</math></td></tr> | |||
</table> | |||
.. für die symmetrische Steifigkeitsmatrix. Tabelliert sind die Werte der Integrale | |||
::<math>\displaystyle \frac{k_{ij}}{EI} = \int_0^\ell \phi_i'' \cdot \phi_j'' \; dx</math> | |||
<table class="wikitable" style="background-color:white; margin-right:14px;"> | |||
<tr><th> </th><th><math>\Phi''_1</math></th><th><math>\Phi''_2</math></th><th><math>\Phi''_3</math></th><th><math>\Phi''_4</math></th></tr> | |||
<tr><th><math>\Phi''_1</math></th><td><math></math></td><td><math></math></td><td><math></math></td><td><math></math></td></tr> | |||
<tr><th><math>\Phi''_2</math></th><td> </td><td><math></math></td><td><math></math></td><td><math></math></td></tr> | |||
<tr><th><math>\Phi''_3</math></th><td> </td><td> </td><td><math></math></td><td><math></math></td></tr> | |||
<tr><th><math>\Phi''_4</math></th><td>symm. </td><td> </td><td> </td><td><math></math></td></tr> | |||
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Version vom 19. April 2021, 13:12 Uhr
Diese Seite fasst die wichtigsten Ergebnisse für die FEM-Formulierung zum Euler-Bernoulli-Balken zusammen.
Maxima-Code
Hier finden Sie den Sourcecode für die Herleitung der Elelemt-Matrizen.
Trial-Functions
Die Koordinaten eines Finiten Elements sind
- .
Der Ansatz für die Näherung der Auslenkung w(x,t) ist
Die Drehwinkel sind hier so gewählt, dass
- .

Trialfunctions
Die einzelnen Trial-Functions sind:
linker Rand (Knoten "i-1") | rechter Rand (Knoten "i") |
---|---|
![]() | ![]() |
![]() | ![]() |
Faltungsintegrale
... für die symmetrische Massenmatrix. Tabelliert sind die Werte der Integrale
ϕ1 | ϕ2 | ϕ3 | ϕ4 | |
---|---|---|---|---|
ϕ1 | ||||
ϕ2 | ||||
ϕ3 | ||||
ϕ4 | symm. |
.. für die symmetrische Steifigkeitsmatrix. Tabelliert sind die Werte der Integrale
ϕ1 | ϕ2 | ϕ3 | ϕ4 | |
---|---|---|---|---|
ϕ1 | ||||
ϕ2 | ||||
ϕ3 | ||||
ϕ4 | symm. |
symm. |
.. für die symmetrische Steifigkeitsmatrix. Tabelliert sind die Werte der Integrale
symm. |
Links
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Literature
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