Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 8 331 работающий калькулятор

КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ · ОНЛАЙН

Затухающие колебания с кубической восстанавливающей силой

Численно решает движение демпфированной массы с кубической пружиной при заданном смещении и начальной скорости. Уравнение Дуффинга без внешнего возбуждения интегрируется методом Рунге—Кутты; жёсткость линейной части положительна. Введите параметры, чтобы получить несколько связанных физических показателей и оценить границы применимости формулы.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
⚙
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Масса — исходная физическая величина, используемая в формулах модели.кг
Линейная жёсткость — исходная физическая величина, используемая в формулах модели.Н/м
Кубическая жёсткость — исходная физическая величина, используемая в формулах модели.Н/м³
Вязкое демпфирование — исходная физическая величина, используемая в формулах модели.Н·с/м
Начальное смещение — исходная физическая величина, используемая в формулах модели.м
Начальная скорость — исходная физическая величина, используемая в формулах модели.м/с
Время наблюдения — исходная физическая величина, используемая в формулах модели.с
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Расчёт физических величин

Смещение в конце, м-0,000264
Скорость в конце, м/с-0,001165
Максимальное модульное смещение, м0,113321
Начальная механическая энергия, Дж2,571691
Остаточная энергия, Дж0,000015
Потери энергии на демпфере, Дж2,571699
Линейная собственная частота, Гц1,898604

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Расчёт выполняется по формулам модели и проверенным входным данным.

При инженерном применении учитывайте допущения модели.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Затухающие колебания с кубической восстанавливающей силой — методика расчёта

Численно решает движение демпфированной массы с кубической пружиной при заданном смещении и начальной скорости. Уравнение Дуффинга без внешнего возбуждения интегрируется методом Рунге—Кутты; жёсткость линейной части положительна.

Модель «Затухающие колебания с кубической восстанавливающей силой» использует зависимость mx¨+cx˙+kx+αx³=0. Исходные данные должны относиться к одному физическому режиму. Итоговые показатели позволяют оценить результат и его ограничения.

Исходные величины и единицы

Численно решает движение демпфированной массы с кубической пружиной при заданном смещении и начальной скорости. Для расчёта используются Масса (кг), Линейная жёсткость (Н/м), Кубическая жёсткость (Н/м³), Вязкое демпфирование (Н·с/м), Начальное смещение (м), Начальная скорость (м/с), Время наблюдения (с). Числа вводятся в единицах, указанных у соответствующих полей. Отдельно проверьте, относятся ли параметры к одному устройству или одному наблюдаемому режиму.

Уравнение Дуффинга без внешнего возбуждения интегрируется методом Рунге—Кутты; жёсткость линейной части положительна. Значения из примера предназначены для проверки порядка величин. Если рабочий диапазон материала или установки неизвестен, сначала уточните его по паспорту или измерению.

В этой модели «масса» и «время наблюдения» задают разные характеристики исходной ситуации. Их влияние оценивается только в пределах допущения: Уравнение Дуффинга без внешнего возбуждения интегрируется методом Рунге—Кутты; жёсткость линейной части положительна.

Физическая модель и формулы

Численно решает движение демпфированной массы с кубической пружиной при заданном смещении и начальной скорости. Основные зависимости записываются так: mx¨+cx˙+kx+αx³=0. Подставьте физические величины с одинаковой системой единиц и получите промежуточные параметры, затем итоговые показатели.

Уравнение Дуффинга без внешнего возбуждения интегрируется методом Рунге—Кутты; жёсткость линейной части положительна. Именно эти предположения ограничивают применимость формулы. При нарушении обязательного условия расчёт останавливается либо показывает величину запаса до границы допустимого режима.

Результаты «Смещение в конце, м» и «Скорость в конце, м/с» помогают проверить физическую согласованность: mx¨+cx˙+kx+αx³=0. Для модели «затухающие колебания с кубической восстанавливающей силой» оба значения выводятся одновременно, чтобы не пропустить неверно выбранный режим.

Как проверить и истолковать результат

Для задачи «затухающие колебания с кубической восстанавливающей силой» сравните «Смещение в конце, м» с величиной «Скорость в конце, м/с». Измените «масса», затем по отдельности измените «время наблюдения». Следите за физическими ограничениями, а не только за изменением цифр.

Проведите повторный расчёт: сначала измените «масса», затем верните исходное значение и измените «время наблюдения». Если ответ изменился неожиданным образом, проверьте формулу mx¨+cx˙+kx+αx³=0.

Численно решает движение демпфированной массы с кубической пружиной при заданном смещении и начальной скорости. Не стоит делать вывод только по одному набору чисел: сравните несколько физически допустимых вариантов и оцените запас до возможных ограничений.

Границы применимости и точность

Уравнение Дуффинга без внешнего возбуждения интегрируется методом Рунге—Кутты; жёсткость линейной части положительна. В реальных условиях на результат могут влиять параметры, не представленные этой упрощённой моделью, например изменение свойств вещества, потери на неоднородностях либо динамические переходы.

Величина «масса» может быть известна приблизительно. Проверьте несколько измеренных значений, не выходящих за допустимые границы. Особое условие этой задачи: Уравнение Дуффинга без внешнего возбуждения интегрируется методом Рунге—Кутты; жёсткость линейной части положительна.

Калькулятор «Затухающие колебания с кубической восстанавливающей силой» предназначен для предварительной инженерной оценки и обучения. Там, где расчёт определяет допустимую нагрузку, режим оборудования или безопасность, требуется независимая проверка и нормативная методика.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

mx¨+cx˙+kx+αx³=0.

Проверенные примеры

Базовый режим

Изменение параметра «Масса»

Изменение параметра «Время наблюдения»

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Введите исходные числа в единицах, указанных возле полей.
  2. Рассчитайте значения и сопоставьте несколько выходных показателей.
  3. По одному измените наиболее важные входные условия и сравните результаты.
  4. Если система сообщает о недопустимом режиме, проверьте физические ограничения.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Какие исходные значения вводить?

Укажите параметры с единицами измерения, обозначенными у полей.

Какая формула используется?

mx¨+cx˙+kx+αx³=0.

Какие ограничения есть у расчёта?

Уравнение Дуффинга без внешнего возбуждения интегрируется методом Рунге—Кутты; жёсткость линейной части положительна.

Похожие калькуляторы

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_985290/

Предварительный просмотр