Главная страница
Навигация по странице:

  • Приложения Приложение 1

  • Приложение 2

  • Список литературы

    		•

    отчет по практике Определение реакций связей составной конструкции и Кинематика плоского механизма с одной степенью свободы. Решение задачи на эвм 7 7 7 7 7 7 7 7 827 7 14. 026 7 809 7 406 7 18. 049 7


    Скачать 349.77 Kb.
    НазваниеРешение задачи на эвм 7 7 7 7 7 7 7 7 827 7 14. 026 7 809 7 406 7 18. 049 7
    Анкоротчет по практике Определение реакций связей составной конструкции и Кинематика плоского механизма с одной степенью свободы
    Дата10.12.2021
    Размер349.77 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаotchet.docx
    ТипРешение
    #298835
    страница3 из 3
    1   2   3

    Заключение

    В ходе выполнения практики были получены первичные навыки научно исследовательской работы; были освоены следующие элементы: 

    1. работа с динамическими массивами с использованием контейнера vector библиотеки STL; 

    1. форматированный вывод числовых данных на экран и в текстовый файл; 

    1. алгоритм численного решения системы линейных алгебраических уравнений методом Гаусса; 

    1. алгоритм численного решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений методом Эйлера I-го порядка; 

    1. работа в программной среде Microsoft Visual Studio в режиме отладки; 

    1. набор математических формул во встроенном в MS Word редакторе формул; 

    1. построение рисунков во встроенном в MS Word графическом редакторе; 

    1. форматирование таблиц, рисунков, списков и общее форматирование документа в MS Word. 

    Из результатов решения заданий сделаны следующие выводы: 

    Решение задач с помощью ЭВМ приводит к наиболее точным расчетам и малым погрешностям вычислений. Такой способ решения наиболее верный. Результаты вычислений, выраженные в графиках и таблицах, отображают всю полноту вычислений и зависимость ответа от тех или иных данных.

    Приложения

    Приложение 1

    1. #include

    2. #include

    3. #include



    5. using namespace std;

    6. void Gauss(const vector> A /*матрица коэффицентов*/, const vector b /*столбец сводных членов*/, vector& answer /*вектор-ответ*/) //прямой ход Гаусса

    7. {

    8. int n, i, j, k;

    9. double mom, mom1;

    10. vector> S; //создаём вспомогательную(расширенную) матрицу

    11. n = A.size(); //размер исходной матрицы коэффицентов

    12. S.resize(n); //задаём размер матрицы S через размер м-цы А

    13. for (i = 0; i < n; i++)

    14. S[i].resize(n + 1);

    15. for (i = 0; i < n; i++)

    16. {

    17. for (j = 0; j < n; j++)

    18. S[i][j] = A[i][j]; //заполняем матрицу S элементами матрицы А

    19. S[i][n] = b[i]; //последний столбец м-цы S=столбец свободных сленов

    20. }

    21. for (k = 0; k < n; k++)

    22. {

    23. mom = S[k][k]; //диагональные элементы м-цы S

    24. i = k;

    25. for (j = k + 1; j < n; j++)

    26. if (abs(mom) < abs(S[j][k])) //сравнение модуля k-диагонального эл-та и j-элемента в k столбце (j>k)

    27. {

    28. mom = S[j][k]; //если усл. вып-ся заменяем диаг. эл-т на j-элемент в k столбце (j>k)

    29. i = j;

    30. }

    31. mom1 = S[i][k]; //i-элемент в k-столбце

    32. for (j = k; j <= n; j++)

    33. {

    34. mom = S[i][j]; //i-эл-т в j-столбце

    35. S[i][j] = S[k][j]; //i-эл-т в j-столбце заменяется на k-элемент в j-столбце

    36. S[k][j] = mom / mom1; //умножение k-строки на число

    37. }

    38. for (i = k + 1; i < n; i++)

    39. {

    40. mom = S[i][k];

    41. for (j = k + 1; j <= n; j++)

    42. S[i][j] = S[i][j] - S[k][j] * mom; //вычитание k-строки из i-строки

    43. S[i][k] = 0.0; //обнуляем k-эл-т в i-строке (приведение к треуг. виду)

    44. }

    45. }

    46. for (k = n - 1; k > 0; k--)

    47. for (i = k - 1; i >= 0; i--)

    48. {

    49. S[i][n] = S[i][n] - S[k][n] * S[i][k]; //для столбца св. сл-нов

    50. S[i][k] = 0.0;

    51. }

    52. answer.resize(n); //заполняем столбец-ответ n элементами

    53. for (i = 0; i < n; i++)

    54. answer[i] = S[i][n]; //заполняем столбец-ответ

    55. for (i = 0; i < n; i++)

    56. S[i].clear(); //очищаем i-эл-т вспом.(расшир.) м-цы

    57. S.clear(); //очищаем вспом.(расшир.) м-цу

    58. }









    63. int main()

    64. {

    65. setlocale(LC_ALL, "Russian");

    66. double F, G1, G2, sin1, sin2, sin3, sin4;

    67. double Ft, Gt1, Gt2, sin1t, sin2t, sin3t, sin4t;

    68. double n, N;



    70. n = 5;

    71. N = 5;



    73. Ft = 10; Gt1 = 20; Gt2 = 10; sin1t = 0.35; sin2t = 0.4; sin3t = 0.6; sin4t = 0.94;



    75. F = Ft + 0.1 * n; G1 = Gt1 + 0.1 * N; G2 = Gt2 + 0.1 * N; sin1 = sin1t + 0.001 * n;

    76. sin2 = sin2t - 0.001 * N; sin3 = sin3t - 0.001 * N; sin4 = sin4t - 0.001 * N;

    77. cout << "F=" << F << endl;

    78. cout << "G1=" << G1 << endl;

    79. cout << "G2=" << G2 << endl;

    80. cout << "sin1=" << sin1 << endl;

    81. cout << "sin2=" << sin2 << endl;

    82. cout << "sin3=" << sin3 << endl;

    83. cout << "sin4=" << sin4 << endl;

    84. double cos1, cos2, cos3, cos4;

    85. cos1 = sqrt(1 - sin1 * sin1);

    86. cos2 = sqrt(1 - sin2 * sin2);

    87. cos3 = sqrt(1 - sin3 * sin3);

    88. cos4 = sqrt(1 - sin4 * sin4);

    89. double tgb = 0.577;

    90. cout << "cos1=" << cos1 << endl;

    91. cout << "cos2=" << cos2 << endl;

    92. cout << "cos3=" << cos3 << endl;

    93. cout << "cos4=" << cos4 << endl;



    95. vector> M;

    96. vector b, answer;

    97. int i;

    98. M.resize(6);

    99. for (i = 0; i < 6; i++)

    100. M[i].resize(6);

    101. b.resize(6);

    102. //первое уравнение

    103. M[0][0] = 1;

    104. M[0][1] = 0;

    105. M[0][2] = 0.355;

    106. M[0][3] = -0.796;

    107. M[0][4] = -0.405;

    108. M[0][5] = 0;

    109. b[0] = -10.5;

    110. //второе уравнение

    111. M[1][0] = 0;

    112. M[1][1] = 1;

    113. M[1][2] = 0.935;

    114. M[1][3] = 0.605;

    115. M[1][4] = 0.914;

    116. M[1][5] = 0;

    117. b[1] = 20.5;

    118. //третье уравнение

    119. M[2][0] = 0;

    120. M[2][1] = -2;

    121. M[2][2] = -1.515;

    122. M[2][3] = 0;

    123. M[2][4] = -0.405;

    124. M[2][5] = 0;

    125. b[2] = -20.5;

    126. //четвёртое уравнение

    127. M[3][0] = 1;

    128. M[3][1] = 0;

    129. M[3][2] = 0;

    130. M[3][3] = 0.796;

    131. M[3][4] = 0;

    132. M[3][5] = -0.327;

    133. b[3] = 0;

    134. //пятое уравнение

    135. M[4][0] = 0;

    136. M[4][1] = 1;

    137. M[4][2] = 0;

    138. M[4][3] = -0.605;

    139. M[4][4] = 0;

    140. M[4][5] = -0.945;

    141. b[4] = 20.5;

    142. //шестое уравнение

    143. M[5][0] = 0;

    144. M[5][1] = 0;

    145. M[5][2] = 0;

    146. M[5][3] = -1.064;

    147. M[5][4] = 0;

    148. M[5][5] = -1.513;

    149. b[5] = 10.5;



    151. Gauss(M, b, answer);

    152. for (int i = 0; i < answer.size(); i++) {

    153. cout << "x" << i + 1 << "=" << answer[i] << endl;

    154. }



    156. //поиск макс по модулю корня

    157. double max = 0;

    158. for (int i = 0; i < answer.size(); i++)

    159. {

    160. if ((fabs(answer[i])) > max)

    161. max = fabs(answer[i]);

    162. }

    163. cout << "Максимальный по модулю корень " << max;

    164. }


    Приложение 2

    1. #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS //предупреждение ошибок компиляции

    2. #include

    3. #include

    4. #include

    5. #include

    6. using namespace std;

    7. int main()

    8. {

    9. setlocale(LC_ALL, "Russian");

    10. const double Pi = acos(-1.0);

    11. double n1, N1;

    12. cout << "Введите n и N" << endl;

    13. cin >> n1 >> N1;

    14. double t = 0, dt, f1 = 0.0, f2 = 0.7 + 0.01 * N1, f3 = 1.6 + 0.01 * N1, f4 = 0.5 + 0.01 * N1, Om2, Om3, Om4, Yee, Xdd, Ycc, MAX1 = 0.0, MAX2 = 0.0, MAX3 = 0.0, tau = 0.24 * N1,

    15. R1 = 0.2 + 0.01 * n1, R2 = 0.8 + 0.01 * N1, R3 = 1.6 + 0.01 * N1, R4 = 1.0 + 0.01 * N1,



    17. Ye = R1 * sin(f1) + R2 * sin(f2)-0.5*R3*sin(f3),//координата точки E на оси Y в нулевой момент времени

    18. Xd = -R1 * cos(f1) - R2 * cos(f2) - 0.5*R3 * cos(f3),//координата точки D на оси X в нулевой момент времени

    19. Yc = R1 * sin(f1) + R2 * sin(f2) + 0.5*R3 * sin(f3) + R4 * sin(f4);//координата точки C на оси Y в нулевой момент времени

    20. double Om1 = ((2 * Pi) / tau);

    21. int N;

    22. //Разбиение на 10

    23. N = 10;

    24. dt = tau / N;

    25. FILE* pFile1;

    26. pFile1 = fopen("10steps.txt", "w"); //создание файла для вывода промежуточных значений

    27. for (int i = 1; i <= N + 1; i++)

    28. {

    29. Om2 = -(Om1 * R1 * (cos(f1)*sin(f2-f3)+cos(f3)*sin(f1-f2))) / (R2 * cos(f2)*sin(f2-f3));//угловая скорость звена AB

    30. Om3 = (2*Om1 * R1 * sin(f1-f2)) /(R3*sin(f2-f3));//угловая скорость звена DE

    31. Om4 = -(Om1*R1*(sin(f2-f3)*sin(f1-f2)+sin(f1-f2)*sin(f3-f2))) / (R4 * sin(f4) * cos(f2)*sin(f2-f3));//угловая скорость звена DC



    33. //Vc = Om1 * R1*sin(f1) + Om2 * R2*sin(f2) + 0.5*Om3*R3*sin(f3)+Om4*R4*sin(f4);//скорость точки C

    34. Yee = R1 * sin(f1) + R2 * sin(f2) - 0.5 * R3 * sin(f3),//координата точки E на оси Y в момент времени t

    35. Xdd = -R1 * cos(f1) - R2 * cos(f2) - 0.5 * R3 * cos(f3),//координата точки D на оси X в момент времени t

    36. Ycc = R1 * sin(f1) + R2 * sin(f2) + 0.5 * R3 * sin(f3) + R4 * sin(f4);//координата точки C на оси Y в момент времени t



    38. if (MAX1 < abs(Yee - Ye))//находим максимальные смещения точек

    39. MAX1 = abs(Yee - Ye);

    40. if (MAX2 < abs(Xdd - Xd))

    41. MAX2 = abs(Xdd - Xd);

    42. if (MAX3 < abs(Ycc - Yc))

    43. MAX3 = abs(Ycc - Yc);



    45. fprintf(pFile1, "%6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f\n", t, Om2, Om3, Om4, f1, f2, f3, f4, abs(Yee - Ye), abs(Xdd - Xd), abs(Ycc - Yc)); //%6.3f - точность 3 знака после запятой

    46. f1 = f1 + Om1 * dt, f2 = f2 + Om2 * dt, f3 = f3 + Om3 * dt, f4 = f4 + Om4 * dt;//метод Эйлера

    47. t = t + dt;

    48. }

    49. fprintf(pFile1, "Det1(max)=%6.3f Det2(max)=%6.3f Det3(max)=%6.3f\n", MAX1, MAX2, MAX3);//выводим максимальные смещения точек

    50. fclose(pFile1);

    51. t = 0; f1 = 0.0; f2 = 0.7 + 0.01 * N1; f3 = 1.6 + 0.01 * N1; f4 = 0.5 + 0.01 * N1; MAX1 = 0.0; MAX2 = 0.0; MAX3 = 0.0; tau = 0.24 * N1;

    52. R1 = 0.2 + 0.01 * n1, R2 = 0.8 + 0.01 * N1, R3 = 1.6 + 0.01 * N1, R4 = 1.0 + 0.01 * N1;

    53. Ye = R1 * sin(f1) + R2 * sin(f2) - 0.5 * R3 * sin(f3),//координата точки E на оси Y в нулевой момент времени

    54. Xd = -R1 * cos(f1) - R2 * cos(f2) - 0.5 * R3 * cos(f3),//координата точки D на оси X в нулевой момент времени

    55. Yc = R1 * sin(f1) + R2 * sin(f2) + 0.5 * R3 * sin(f3) + R4 * sin(f4);//координата точки C на оси Y в нулевой момент времени

    56. //Разбиение на 100

    57. N = 100;

    58. dt = tau / N;

    59. FILE* pFile2;

    60. pFile2 = fopen("100steps.txt", "w");

    61. for (int i = 1; i <= N + 1; i++)

    62. {

    63. Om2 = -(Om1 * R1 * (cos(f1) * sin(f2 - f3) + cos(f3) * sin(f1 - f2))) / (R2 * cos(f2) * sin(f2 - f3));//угловая скорость звена AB

    64. Om3 = (2 * Om1 * R1 * sin(f1 - f2)) / (R3 * sin(f2 - f3));//угловая скорость звена DE

    65. Om4 = -(Om1 * R1 * (sin(f2 - f3) * sin(f1 - f2) + sin(f1 - f2) * sin(f3 - f2))) / (R4 * sin(f4) * cos(f2) * sin(f2 - f3));//угловая скорость звена DC



    67. //Vc = Om1 * R1*sin(f1) + Om2 * R2*sin(f2) + 0.5*Om3*R3*sin(f3)+Om4*R4*sin(f4);//скорость точки C

    68. Yee = R1 * sin(f1) + R2 * sin(f2) - 0.5 * R3 * sin(f3),//координата точки E на оси Y в момент времени t

    69. Xdd = -R1 * cos(f1) - R2 * cos(f2) - 0.5 * R3 * cos(f3),//координата точки D на оси X в момент времени t

    70. Ycc = R1 * sin(f1) + R2 * sin(f2) + 0.5 * R3 * sin(f3) + R4 * sin(f4);//координата точки C на оси Y в момент времени t



    72. if (MAX1 < abs(Yee - Ye))//находим максимальные смещения точек

    73. MAX1 = abs(Yee - Ye);

    74. if (MAX2 < abs(Xdd - Xd))

    75. MAX2 = abs(Xdd - Xd);

    76. if (MAX3 < abs(Ycc - Yc))

    77. MAX3 = abs(Ycc - Yc);



    79. fprintf(pFile1, "%6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f\n", t, Om2, Om3, Om4, f1, f2, f3, f4, abs(Yee - Ye), abs(Xdd - Xd), abs(Ycc - Yc));

    80. f1 = f1 + Om1 * dt, f2 = f2 + Om2 * dt, f3 = f3 + Om3 * dt, f4 = f4 + Om4 * dt;//метод Эйлера

    81. t = t + dt;

    82. }

    83. fprintf(pFile2, "Det1(max)=%6.3f Det2(max)=%6.3f Det3(max)=%6.3f\n", MAX1, MAX2, MAX3);//выводим максимальные смещения точек

    84. fclose(pFile2);

    85. t = 0; f1 = 0.0; f2 = 0.7 + 0.01 * N1; f3 = 1.6 + 0.01 * N1; f4 = 0.5 + 0.01 * N1; MAX1 = 0.0; MAX2 = 0.0; MAX3 = 0.0; tau = 0.24 * N1;

    86. R1 = 0.2 + 0.01 * n1, R2 = 0.8 + 0.01 * N1, R3 = 1.6 + 0.01 * N1, R4 = 1.0 + 0.01 * N1;

    87. Ye = R1 * sin(f1) + R2 * sin(f2) - 0.5 * R3 * sin(f3),//координата точки E на оси Y в нулевой момент времени

    88. Xd = -R1 * cos(f1) - R2 * cos(f2) - 0.5 * R3 * cos(f3),//координата точки D на оси X в нулевой момент времени

    89. Yc = R1 * sin(f1) + R2 * sin(f2) + 0.5 * R3 * sin(f3) + R4 * sin(f4);//координата точки C на оси Y в нулевой момент времени

    90. //Разбиение на 1000

    91. N = 1000;

    92. dt = tau / N;

    93. FILE* pFile3;

    94. pFile3 = fopen("1000steps.txt", "w");

    95. for (int i = 1; i <= N + 1; i++)

    96. {

    97. Om2 = -(Om1 * R1 * (cos(f1) * sin(f2 - f3) + cos(f3) * sin(f1 - f2))) / (R2 * cos(f2) * sin(f2 - f3));//угловая скорость звена AB

    98. Om3 = (2 * Om1 * R1 * sin(f1 - f2)) / (R3 * sin(f2 - f3));//угловая скорость звена DE

    99. Om4 = -(Om1 * R1 * (sin(f2 - f3) * sin(f1 - f2) + sin(f1 - f2) * sin(f3 - f2))) / (R4 * sin(f4) * cos(f2) * sin(f2 - f3));//угловая скорость звена DC



    101. //Vc = Om1 * R1*sin(f1) + Om2 * R2*sin(f2) + 0.5*Om3*R3*sin(f3)+Om4*R4*sin(f4);//скорость точки C

    102. Yee = R1 * sin(f1) + R2 * sin(f2) - 0.5 * R3 * sin(f3),//координата точки E на оси Y в момент времени t

    103. Xdd = -R1 * cos(f1) - R2 * cos(f2) - 0.5 * R3 * cos(f3),//координата точки D на оси X в момент времени t

    104. Ycc = R1 * sin(f1) + R2 * sin(f2) + 0.5 * R3 * sin(f3) + R4 * sin(f4);//координата точки C на оси Y в момент времени t



    106. if (MAX1 < abs(Yee - Ye))//находим максимальные смещения точек

    107. MAX1 = abs(Yee - Ye);

    108. if (MAX2 < abs(Xdd - Xd))

    109. MAX2 = abs(Xdd - Xd);

    110. if (MAX3 < abs(Ycc - Yc))

    111. MAX3 = abs(Ycc - Yc);

    112. fprintf(pFile1, "%6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f\n", t, Om2, Om3, Om4, f1, f2, f3, f4, abs(Yee - Ye), abs(Xdd - Xd), abs(Ycc - Yc));

    113. f1 = f1 + Om1 * dt, f2 = f2 + Om2 * dt, f3 = f3 + Om3 * dt, f4 = f4 + Om4 * dt;//метод Эйлера

    114. t = t + dt;

    115. }

    116. fprintf(pFile3, "Det1(max)=%6.3f Det2(max)=%6.3f Det3(max)=%6.3f\n", MAX1, MAX2, MAX3);//выводим максимальные смещения точек

    117. fclose(pFile3);

    118. return 0;

    119. }



    Список литературы

    1. Новожилов, И.В. Типовые расчеты по теоретической механике на базе ЭВМ: Учеб пособие для втузов/ И.В. Новожилов, М.Ф. Зацепин. - М.: Высш. шк., 1986. - 136 с.



    1. Бухгольц, Н.Н. Основной курс теоретической механики. В 2-х чч. Ч. 1. Кинематика, статика, динамика материальной точки: учебное пособие / Н.Н. Бухгольц. – С.Пб.: Лань, 2009. – 480 с. 



    1. Авхадиев Ф. Г. Численные методы алгебры и анализа / Ф. Г. Авхадиев. — Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2019. – 200 с.



    1. Даутов Р. З. Д21 Основы численных методов линейной алгебры: учеб. пособие. / Р. З. Даутов, М. М. Карчевский. – Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2018. – 136 с.



    1. Мышенков В. И. Численные методы. Ч. 2. Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений: Учебное пособие для студентов специальности. / Е. В. Мышенков – М.: МГУЛ, 2005. – 109 с.



    1. Хакимзянов Г. С. Методы вычислений: В 4 ч.: Учеб. пособие / С. Г.Черный – Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск, 2003. – 160 с.



    1. Шигабутдинов Ф. Г. Краткий курс теоретической механики. Ч.2. Кинематика: учеб. пособие.\ Ф. Г. Шигабутдинов, А. Ф. Шигабутдинов. – Казань: Изд.-во Казанск. гос. архитект.-строит. ун-та, 2012. – 175 с



    1. Шилдт Г. Самоучитель C++: Пер. с англ. – 3-е изд. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003. – 688 с.



    1. Яблонский А. А. Курс теоретической механики: Учебник. – Ч.1. / В. А. Никифорова – М.: Высшая  школа, 1977.- 368 с.



    1. Бать М.И. Теоретическая механика в примерах и задачах: Учебное пособие. – В 2-х томах. / Г. Ю. Джанелидзе, А. С. Кельзон – М.: Наука, 1990. – Т.1 – 672 с.; Т.2 – 640 с.
    1   2   3

    написать администратору сайта