ESA 322/3 Dinamik Struktur

Similar documents
ESA 362/3 Kawalan Penerbangan Pesawat

ESA 367/2 Flight Stability & Control I Kestabilan & Kawalan Penerbangan I

EME 411 Numerical Methods For Engineers [Kaedah Berangka Untuk Jurutera]

EAS151 Statics and Dynamics [Statik dan Dinamik]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA EEE 354 SISTEM KAWALAN DIGIT

EMM 101/3 Engineering Mechanics [Mekanik Kejuruteraan]

ESA 380/3 Orbital Mechanics Mekanik Orbit

EEE 208 TEORI LITAR II

-1- UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Second Semester Examination Academic Session 2009/2010. April/May 2010

ESA 382/3 Spacecraft Subsystem Design Rekabentuk Subsistem Kapal Angkasa

EMH 451 Numerical Methods For Engineers [Kaedah Berangka Untuk Jurutera]

MAT 223 DIFFERENTIAL EQUATIONS I [Persamaan Pembezaan I]

MAT 111 Linear Algebra [Aljabar Linear]

ESA 380/3 Orbital Mechanics [Mekanik Orbit]

Figure A1(a)/Rajah A1(a)

MSG 389 Engineering Computation II [Pengiraan Kejuruteraan II]

IWK 302 WOOD ENGINEERING [KEJURUTERAAN KAYU]

-1- UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Second Semester Examination 2008/2009 Academic Session Peperiksaan Semester Kedua Sidang Akademik 2008/2009

(Kertas soalan ini mengandungi 4 soalan dalam 6 halaman yang dicetak) (This question paper consists of 4 questions on 6 printed pages)

MAT 202 Introduction to Analysis [ Pengantar Analisis]

EMM 213 Strength of Materials [Kekuatan Bahan]

MAT 518 Numerical Methods for Differential Equations [Kaedah Berangka untuk Persamaan Pembezaan]

EEU 104 TEKNOLOGI ELEKTRIK

IWK 302 Wood Engineering [Kejuruteraan Kayu]

IWK 302 WOOD ENGINEERING [KEJURUTERAAN KAYU]

MAT 111 Linear Algebra [Aljabar Linear]

EAS 254E/3 Structural Analysis (Analisis Struktur)

This paper consists of SIX (6) structured questions. Answer any FOUR (4) questions.

EAS 253E/3 Theory of Structures EAS 253E/3 Teori Struktur

EAS 563/4 Kestabilan Dan Dinamik Struktur EAS 563/4 Structural Stability And Dynamics

MAT 222 Differential Equations II [Persamaan Pembezaan II]

MAT111 Linear Algebra [Aljabar Linear]

EEE REKABENTUK SISTEM KAWALAN

MAT 101 Calculus [ Kalkulus] Duration : 3 hours [Masa : 3 jam]

MSG 356 Mathematical Programming [Pengaturcaraan Matematik]

SCES2260 : KAEDAH SPEKTROSKOPI DALAM KIMIA ORGANIK SPECTROSCOPIC METHODS IN ORGANIC CHEMISTRY

MAT Calculus [Kalkulus]

(Kertas soalan ini mengandungi 5 soalan dalam 8 halaman yang bercetak) (This question paper consists of 5 questions on 8 printed pages)

SCES2250 : SPEKTROSKOPI MOLEKUL & INTERPRETASI MOLECULAR SPECTROSCOPY & INTERPRETATION

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CPT115 Mathematical Methods for Computer Science [Kaedah Matematik bagi Sains Komputer]

MAA Calculus for Science Students I [Kalkulus untuk Pelajar Sains I]

ESA 368/3 High Speed Aerodynamics Aerodinamik Berkelajuan Tinggi

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA EEE 354 SISTEM KAWALAN DIGIT

EEM 423 KEJURUTERAAN KEBOLEHPERCAYAAN

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CCS513 Computer Vision and Image Analysis [Penglihatan Komputer dan Analisis Imej]

EEE 350 SISTEM KAWALAN

REG 363 Site Investigation (Kajian Tapak)

Jawab soalan mengikut arahan yang diberikan dalam setiap bahagian. Questions should be answered according to the instructions given in each section.

DCC5143: FLUID MECHANICS

EME 451/3 Computational Fluid Dynamics Pengkomputeran Dinamik Bendalir

ZCT 104E/3 - Fizik IV (Fizik Moden)

MAT Linear Algebra [Aljabar Linear]

Diagram 1.1. (ii) Compare the change of momentum of Plasticine A and B Bandingkan perubahan momentum bagi plastesin A dan B.

INSTRUCTION: This paper consists of SIX (6) essay questions. Answer any FOUR (4) questions only.

MAA 101 Calculus for Science Students I [Kalkulus untuk Pelajar Sains I]

ESA461/2 Flight Stability and Control II [Kawalan dan Kestabilan Pesawat II]

MST 565 Linear Model [Model Linear]

IUK 191E - Mathematic I [Matematik I]

SCES2250 : SPEKTROSKOPI MOLEKUL & INTERPRETASI MOLECULAR SPECTROSCOPY INTERPRETATION

(Kertas ini mengandungi 6 soalan dalam 5 halaman yang dicetak) (This question paper consists of 6 questions on 5 printed pages)

Jawab soalan mengikut arahan yang diberikan dalam setiap bahagian. Questions should be answered according to the instructions given in each section.

DJJ5113: MECHANICS OF MACHINES

MSG 389 Engineering Computation II [Pengiraan Kejuruteraan II]

MSG 389 Engineering Computation II [Pengiraan Kejuruteraan II]

INSTRUCTION: This section consists of SIX (6) structured questions. Answer FOUR (4) questions only.

SCES2242/ SCES2434 : KIMIA POLIMER/ KIMIA POLIMER I POLYMER CHEMISTRY/ POLYMER CHEMISTRY I

IMK 308 Food Preservation Principles [Prinsip Pengawetan Makanan]

",,345 UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Peperiksaan Semester Kedua Sidang Akademik 1996/97. April EBE Sistem Kawalan Lanjutan.

INSTRUCTION: This section consists of TEN (10) structure questions. Answer ALL questions.

(Kertas ini mengandungi 4 soalan dalam 5 halaman yang dicetak) (This question paper consists of 4 questions and 5 printed pages)

MAA 111 Algebra for Science Students [Aljabar untuk Pelajar Sains]

MSS 317 Coding Theory [Teori Pengekodan]

INSTRUCTION: This section consists of SIX (6) structured questions. Answer FOUR (4) questions only.

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. EAS 454/4 Advanced Structural Engineering [Kejuruteraan Struktur Lanjutan]

EMH 451/3 Numerical Methods For Engineers Kaedah Berangka Untuk Jurutera

EMH 211 Thermodynamics [Termodinamik]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

ESA 251/3 Control System Theory Teori Sistem Kawalan

EAH 221/3 Fluid Mechanics For Civil Engineers [Mekanik Bendalir Untuk Jurutera Awam]

EAS 253E/3 Theory of Structures EAS 253E/3 Teori Struktur

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA EEM 352 REKABENTUK MEKATRONIK II

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CIT562 Bioinformatics Computing [Perkomputeran Bioinformatik]

CPT115 Mathematical Methods for Computer Sciences [Kaedah Matematik bagi Sains Komputer]

Answer all questions Jawab semua soalan [80 marks] [80 markah] f(x)

ESA 322/3 Structural Dynamics [Dinamik Struktur]

EAV 583/4 Air and Noise Pollution Control EAV 583/4 Kawalan Pencemaran Udara dan Hinggar

INSTRUCTION: This section consists of FOUR (4) structured questions. Answer TWO (2) questions. only.

(Kertas soalan ini mengandungi 11 soalan dalam 6 halaman yang dicetak) (This question paper consists of 11 questions on 6 printed pages)

ESA 254/3 Isyarat dan Sistem Elektronik Berdigit Signal and Electronics Digital System

Jawab soalan mengikut arahan yang diberikan dalam setiap bahagian. Answer the questions according to the instructions given in each section.

SULIT 3472/1 MAJLIS PENGETUA SEKOLAH-SEKOLAH MALAYSIA (MPSM) CAWANGAN KELANTAN PEPERIKSAAN PERCUBAAN SPM TINGKATAN LIMA

Kertas ini dibahagikan kepada Bahagian A dan Bahagian B. This paper is divided into Section A and Section B.

EXAMINATION FOR THE DEGREE OF BACHELOR OF SCIENCE WITH EDUCATION PEPERIKSAAN IJAZAH SARJANA MUDA SAINS DENGAN PENDIDIKAN

MAT 101 Calculus [ Kalkulus]

JJ309 : FLUID MECHANICS

Jawab soalan mengikut arahan yang diberikan dalam setiap bahagian. Questions should be answered according to the instructions given in each section.

-1- UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Second Semester Examination Academic Session 2009/2010. April/Mei ESA 322/3 Structural Dynamics Dinamik Struktur

EEE 453 REKABENTUK SISTEM KAWALAN

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CCS511 Evolutionary Computing [Perkomputeran Berevolusi]

EAH 225 / JAH 331/3 - Hydraulics

Transcription:

-1- UNIVERSITI SAINS MALAYSIA Peperiksaan Semester Kedua Sidang Akademik 2005/2006 Second Semester Examination 2005/2006 Academic Session April/Mei 2006 April/May 2006 ESA 322/3 Dinamik Struktur Structural Dynamics Masa : [ 3 jam] Hour : [3 hours] ARAHAN KEPADA CALON : INSTRUCTION TO CANDIDATES: Sila pastikan bahawa kertas soalan ini mengandungi SEMBILAN (9) mukasurat dan LAPAN (8) soalan sebelum anda memulakan peperiksaan. Please ensure that this paper contains NINE (9) printed pages and EIGHT (8) questions before you begin examination. BAHAGIAN A: Jawab TIGA (3) soalan. BAHAGIAN B: Jawab DUA (2) soalan. PART A: Answer THREE (3) questions. PART B: Answer TWO (2) questions. Jawab semua soalan dalam Bahasa Malaysia. Answer all questions in Bahasa Malaysia. Setiap soalan mestilah dimulakan pada mukasurat yang baru. Each questions must begin from a new page. 2/-

-2- BAHAGIAN A /PART A 1. Untuk sistem struktur seperti dalam Gambarajah 1, tentukan ciri-ciri fizikal umum m*,c*, k*, dan dan beban umum p*(t), kesemuanya didefinasikan berdasarkan anjakan koordinat Z(t). Berikan jawapan anda berdasarkan ciri-ciri fizikal umum yang diberikan. (Kata Kunci: Sistem ini mempunyai hanya satu darjah kebebasan dinamik kerana pergerakan relatif kedua-dua palang tegar itu hanya dikawal oleh pegas-pegas tersebut). For the structural system shown in Figure 1, determine the generalized physical properties m*, c*, k*, and the generalized loading p*(t), all defined with respect to the displacement coordinate Z(t). Express the results in terms of the given physical properties and dimensions. (Hint: this system has only one dynamic degree of freedom because the springs completely control the relative motion of the two rigid bars). Gambarajah 1/Figure 1 3/-

-3-2. Sebuah sistem ditetapkan dalam sebuah kontena yang mempunyai pekali pemulihan ε yang berkadar dengan lantai. Kontena tersebut dilepaskan daripada ketinggian h seperti dalam Gambarajah 2. Oleh itu, halaju pada masa hentaman ialah V o = 2gh. Beri perumusan (jangan selesaikan) bagi persamaan pergerakan yang lengkap untuk sistem SDOF ini berikutan daripada hentaman tersebut. A system is fixed inside a container which has a coefficient of restitution ε with respect to the floor. The container is dropped from a height of h as shown in Figure 2. Thus, the velocity at the time of impact is V o = 2gh. Formulate (but, do not solve) the complete equation of motion for the SDOF system subsequent to impact. (a) (b) Gambarajah 2: Sistem darjah kebebasan tunggal dalam sebuah kontena: (a) dilepaskan daripada ketinggian h dan (b) pantulan yang berlaku sejurus selepas hentaman dengan lantai halaju ialah ε x V Figure 2: Single degree-of-freedom system inside a container: (a) dropped from a height h and (b) on rebound immediately after impact with the floor velocity is ε x V o o 4/-

-4-3. Timbangkan ayunan sudut beramplitud kecil sebuah bandul seperti dalam Gambarajah 3. Dengan menimbangkan beban graviti dan pegas kilasan k t, pada titik pangsi, tentukan ungkapan untuk pemalar pegas setara spring itu. Jisim-jisim tersebut adalah dipautkan pada palangpalang tegar dan tanpaberat untuk beban yang ditunjukkan. Consider "small" amplitude angular oscillations of the pendulum shown in Figure 3. Considering the gravitational loading and the torsion spring k t, at the pivot point, determine the expression for the system's equivalent spring constant. The masses are held with rigid, weightless rods for the loading shown. Gambarajah 3/Figure 3 5/-

-5-4. Terangkan secara ringkas konsep-konsep berikut, sertakan rumus-rumus dalam penerangan anda jika perlu: Explain briefly the following concepts, include formulae if necessary to express your explanations: (i) Apakah ciri-ciri umum bagi sebuah sistem struktur? What are generalized properties of a structural system? (ii) Apakah maksud Faktor Pembesaran Dinamik? What is the meaning of Dynamic Amplification Factor? (iii) Apakah yang dimaksudkan dengan bentuk ragam dan frekuensi tabii sebuah sistem struktur? What are mode shapes and natural frequencies of a structural system? (iv) Apakah maksud Spektrum Sambutan Puncak sebuah sistem? What is the Peak Response Spectrum of a system? (v) Sambutan sebuah sistem struktur bergantung kepada apa? What does the response of a structural system depend on? 6/-

-6- BAHAGIAN B/PART B 5. Sebuah model suku-kereta bagi sebuah kenderaan berat adalah ditunjukkan dalam Gambarajah 4. Kenderaaan ini bergerak dengan kelajuan malar v di atas jalan yang rata. Ia berlanggar dengan suatu bonggol, yang menghasilkan anjakan mula sebanyak 0.2 m dan halaju mula 0.1 m/s pada dasar sistem. Sekiranya jisim m kenderaaan itu ialah 5000 kg, nilai kekukuhan k ialah 2800 kn/m, dan pekali redaman c ialah 18 kn s/m. Tentukan sambutan anjakan sistem ini dan bincangkan bila sistem tersebut kembali kepada posisi keseimbangannya. A quarter-car model of a heavy vehicle is shown in Figure 4. This vehicle is traveling with a constant speed v on a flat road. It hits a bump, which produces an initial displacement of 0.2 m and an initial velocity of 0.1 m/s at the base of the system. If the mass m of the vehicle is 5000 kg, the stiffness k is 2800 kn/m, and the damping coefficient c is 18 kn s/m, determine the displacement response of this system and discuss when the system returns to its equilibrium position. Gambarajah 4/Figure 4 7/-

-7-6. Dengan menggunakan kaedah Rayleigh, kira tempoh getaran bagi sebuah palang seragam yang menyokong satu jisim pusat m l, seperti dalam Gambarajah 5. Untuk bentuk yang diandaikan, gunakan pesongan yang terhasil daripada beban pusat p; iaitu., v(x) = px(3l 2 4x 2 )/48EI. Timbangkan kes-kes: (a) m l = 0, dan (b) m l = 3 ml. By Rayleigh's method, compute the period of vibration of the uniform beam supporting a central mass m l shown in Figure 5. For the assumed shape, use the deflection produced by a central load p; i.e., v(x) = px(3l 2 4x 2 )/48EI. Consider the cases: (a) m l = 0, and (b) m l = 3 ml.. Gambarajah 5/Figure 5 8/-

-8-7. Sebuah sistem struktur boleh lentur adalah diwakili oleh model yang ditunjukkan dalam Gambarajah 6. Tentukan persamaan-persamaan pergerakkan yang mengawal sistem ini dan daripada tiga persamaan tersebut, tentukan nilai-nilai eigen dan vektor eigen yang berkait dengan ayunan bebas sistem tersebut. Cari lokasi-lokasi nod bagi bentuk-bentuk ragam yang berbeza. Kekukuhan ahli-ahli struktur tersebut ialah k = 3EI/L 3. A flexible structural system is represented by the model shown in Figure 6. Determine the governing equations of motion of this system and from these three equations determine the eigenvalues and eigenvectors associated with free oscillations of this system. Find the locations of the nodes for the different mode shapes. The stiffness of the structural members is k = 3EI/L 3. k k Gambarajah 6/Figure 6 9/-

-9-8. Sebuah palang julur yang menyokong tiga jisim gumpal ditunjukkan dalam Gambarajah 7. Turut tersenarai dalam gambarajah itu ialah bentuk-bentuk ragam tak terendam Φ dan frekuensi-frekuensi getaran ω. Tulis persamaan untuk sambutan dinamik jisim ke-3 sistem tersebut selepas beban fungsi langkah 8-kip dikenakan pada jisim ke-2 (iaitu, 8 kip dikenakan pada masa t=0 dan kekal pada struktur tersebut), termasuk kesemua 3 ragam dan abaikan redaman. Plot nilai-nilai sambutan v 3 (t) untuk julat masa 0<t<T 1. A cantilever beam supporting three equal lumped masses is shown in figure 7, also listed there are its undamped mode shapes Φ and frequencies of vibration ω. Write an expression for the dynamic response of mass 3 of this system after an 8-kip step function load is applied at mass 2 (i.e., 8 kips is applied at time t=0 and remains on the structure permanently), including all 3 modes and neglecting damping. Plot the history of response v 3 (t) for the time interval 0<t<T 1. Gambarajah 7/Figure 7 ooo000ooo 10/-