Динамическая задача
Если нагрузки на систему меняются во времени, т.е. f = f(t), то следует полагать функциями времени также усилия и перемещения, что может потребовать введения в рассмотрение скоростей dZ/dt и ускорений d2Z/dt2 . Когда возникающие при этом силы инерции
J(t) = M(d2Z/dt2) (19.11)
не могут считаться пренебрежимо малыми по сравнению с нагрузками на систему и с силами упругости, то их следует учесть при формировании условий равновесия, которые примут вид дифференциальных уравнений
M(d2Z/dt2) + KZ(t) = f(t). (19.12)
Если все массы сосредоточены в узлах системы, то матрица масс М будет диагональной, в остальных же случаях приведение ее к диагональному виду представляет собой приближенный подход (он применен при разработке комплекса).
Задача определения характеристик собственных колебаний системы (модальный анализ) заключается в нахождении условий, при которых ненагруженная система совершает гармонические колебания по закону
Z(t) = Ysin(wt + j). (19.13)
В выражении (19.13) вектор Y характеризует форму собственных колебаний (соотношения между смещениями узлов), w – их частоту, j – начальную фазу. Подстановка (19.13) в (19.12) с учетом того, что f(t) = 0 дает уравнение для собственных колебаний
(K - w2M) Y= 0, (19.14)
нетривиальное решение которого существует лишь тогда, когда величины wi (i = 1,...,n), называемые собственными частотами, обращают в нуль детерминант матрицы (K - w2M). Соответствующие им формы собственных колебаний Yi