EXAM AE2-914: VIBRATIONS OF AEROSPACE STRUCTURES

Vergelijkbare documenten
EXAM AE2-914: VIBRATIONS OF AEROSPACE STRUCTURES

EXAM AE2-914: VIBRATIONS OF AEROSPACE STRUCTURES

EXAM AE2-914: VIBRATIONS OF AEROSPACE STRUCTURES

EXAM AE2-914: VIBRATIONS OF AEROSPACE STRUCTURES

AE1103 Statics. 25 January h h. Answer sheets. Last name and initials:

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Examination 2DL04 Friday 16 november 2007, hours.

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Tentamen Calculus B (2WBB1) op maandag 28 januari 2013, 14:00 17:00 uur

4 cos. Intermediate exam: Mechanics for MWT: 8TB00. February 25, 2014, 13:45-14:30. Code 8TB00, MWT bachelor. Biomedical Engineering

FOR DUTCH STUDENTS! ENGLISH VERSION NEXT PAGE

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Tentamen Calculus B (2WBB1) op maandag 4 november 2013, 9:00 12:00 uur

Ae Table 1: Aircraft data. In horizontal steady flight, the equations of motion are L = W and T = D.

FOR DUTCH STUDENTS! ENGLISH VERSION NEXT PAGE

AE1103 Statics. 5 November h h. Answer sheets. Last name and initials:

FOR DUTCH STUDENTS! ENGLISH VERSION NEXT PAGE. Toets Inleiding Kansrekening 1 8 februari 2010

AE1103 Statics. 3 November h h. Answer sheets. Last name and initials:

i(i + 1) = xy + y = x + 1, y(1) = 2.

Engels op Niveau A2 Workshops Woordkennis 1

Hertentamen 8D040 - Basis beeldverwerking

Meetkunde en Lineaire Algebra

Exam Introduction to Mechanics and Transducer Science Bachelor (EE)(EEMCS)

FOR DUTCH STUDENTS! ENGLISH VERSION NEXT PAGE

Delft Applied Mechanics Course Statics. AE1-914 part I 29 October h h. Answer sheets. Last name and initials:

Meetkunde en Lineaire Algebra

Installatie van Windows 10 op laptops. Windows 10 installation on laptops

FOR DUTCH STUDENTS! ENGLISH VERSION NEXT PAGE. Toets Inleiding Kansrekening 1 7 februari 2011

Opgave 2 Geef een korte uitleg van elk van de volgende concepten: De Yield-to-Maturity of a coupon bond.

Dynamics and Stability AE3-914

The first line of the input contains an integer $t \in \mathbb{n}$. This is followed by $t$ lines of text. This text consists of:

LONDEN MET 21 GEVARIEERDE STADSWANDELINGEN 480 PAGINAS WAARDEVOLE INFORMATIE RUIM 300 FOTOS KAARTEN EN PLATTEGRONDEN

Table 1: Aircraft data. Figure 1: Glider

Meetkunde en Lineaire Algebra

Ius Commune Training Programme Amsterdam Masterclass 16 June 2016

Luister alsjeblieft naar een opname als je de vragen beantwoordt of speel de stukken zelf!

SAMPLE 11 = + 11 = + + Exploring Combinations of Ten + + = = + + = + = = + = = 11. Step Up. Step Ahead

Cambridge Assessment International Education Cambridge International General Certificate of Secondary Education. Published

Pure Bending. A beam satisfying above given requirements are shown below: Why this surface is called neutral will be explained later in the lecture.

Free Electives (15 ects)

Model based Cardiovascular Pathophysiology (8VB20)

een kopie van je paspoort, een kopie van je diploma voortgezet onderwijs (hoogst genoten opleiding), twee pasfoto s, naam op de achterkant

Meetkunde en Lineaire Algebra

FOR DUTCH STUDENTS! ENGLISH VERSION NEXT PAGE. Toets Inleiding Kansrekening 1 22 februari 2013

Travel Survey Questionnaires

L.Net s88sd16-n aansluitingen en programmering.

Uitwerking Tentamen Calculus B (2WBB1) van 4 november 2013

Ius Commune Training Programme Amsterdam Masterclass 15 June 2018

Function checklist for the ML-350 or XL-350 with a print set. Missing loop.

Calculator spelling. Assignment

L.Net s88sd16-n aansluitingen en programmering.

Chapter 4 Understanding Families. In this chapter, you will learn

Teardrop readout gradient waveform design. Ting Ting Ren

Lichamelijke factoren als voorspeller voor psychisch. en lichamelijk herstel bij anorexia nervosa. Physical factors as predictors of psychological and

Esther Lee-Varisco Matt Zhang

Schriftelijke zitting Systeem- en regeltechniek 2 (WB2207) 26 oktober 2010 van 14:00 tot 17:00 uur

General info on using shopping carts with Ingenico epayments

Ius Commune Training Programme Amsterdam Masterclass 22 June 2017

Preschool Kindergarten

B1 Woordkennis: Spelling

Voorbeelden van machtigingsformulieren Nederlands Engels. Examples of authorisation forms (mandates) Dutch English. Juli 2012 Versie 2.

NMOZTMKUDLVDKECVLKBVESBKHWIDKPDF-WWUS Page File Size 9,952 KB 29 May, 2016

Schriftelijke zitting Systeem- en regeltechniek 2 (WB2207) Oefententamen

Tentamen Thermodynamica

Relationele Databases 2002/2003

DALISOFT. 33. Configuring DALI ballasts with the TDS20620V2 DALI Tool. Connect the TDS20620V2. Start DALISOFT

Relationele Databases 2002/2003

WISB134 Modellen & Simulatie. Lecture 4 - Scalaire recursies

Settings for the C100BRS4 MAC Address Spoofing with cable Internet.

Het is geen open boek tentamen. Wel mag gebruik gemaakt worden van een A4- tje met eigen aantekeningen.

De Relatie tussen de Fysieke Omgeving en het Beweeggedrag van Kinderen gebruik. makend van GPS- en Versnellingsmeterdata

S e v e n P h o t o s f o r O A S E. K r i j n d e K o n i n g

Bijlage 2: Informatie met betrekking tot goede praktijkvoorbeelden in Londen, het Verenigd Koninkrijk en Queensland

Classification of triangles

Cambridge International Examinations Cambridge International General Certificate of Secondary Education

Alle opgaven tellen even zwaar, 10 punten per opgave.

1a. We werken het geval voor het tandenpoetsen uit. De concepten zijn (we gebruiken Engelse termen en afkortingen):

After that, the digits are written after each other: first the row numbers, followed by the column numbers.

RECEPTEERKUNDE: PRODUCTZORG EN BEREIDING VAN GENEESMIDDELEN (DUTCH EDITION) FROM BOHN STAFLEU VAN LOGHUM

ICARUS Illumina E653BK on Windows 8 (upgraded) how to install USB drivers

Cambridge International Examinations Cambridge International General Certificate of Secondary Education. Paper 4 Writing May/June hour

Cambridge International Examinations Cambridge International General Certificate of Secondary Education

z x 1 x 2 x 3 x 4 s 1 s 2 s 3 rij rij rij rij

Handleiding Zuludesk Parent

Schriftelijke zitting Systeem- en regeltechniek 2 (WB2207) 31 januari 2008 van 9:00 tot 12:00 uur

Dynamics and Stability AE3-914

Examenreglement Opleidingen/ Examination Regulations

ALGORITMIEK: answers exercise class 7

International Leiden Leadership Programme

Introductie in flowcharts

Cambridge International Examinations Cambridge International General Certificate of Secondary Education

0515 FOREIGN LANGUAGE DUTCH

Cambridge International Examinations Cambridge International General Certificate of Secondary Education

BISEKSUALITEIT: DE ONZICHTBARE SOCIALE IDENTITEIT. Biseksualiteit: de Onzichtbare Sociale Identiteit met Zichtbare Gezondheidsgevolgen

!!!! Wild!Peacock!Omslagdoek!! Vertaling!door!Eerlijke!Wol.!! Het!garen!voor!dit!patroon!is!te!verkrijgen!op! Benodigdheden:!!

Interface tussen Stuurbediening en Sony autoaudio

8+ 60 MIN Alleen te spelen in combinatie met het RIFUGIO basisspel. Only to be played in combination with the RIFUGIO basicgame.

The genesis of the game is unclear. Possibly, dominoes originates from China and the stones were brought here by Marco Polo, but this is uncertain.

Shipment Centre EU Quick Print Client handleiding [NL]

Immigratie Studeren. Studeren - Universiteit. Aangeven dat u zich wilt inschrijven. Verklaren dat u graag wilt inschrijven voor een cursus.

class book I am reading a book. close your books homework My teacher gave me a lot of homework. to read We are going to read that book.

Cambridge International Examinations Cambridge International General Certificate of Secondary Education

Transcriptie:

EXAM AE2-914: VIBRATIONS OF AEROSPACE STRUCTURES April 5, 2007, Time: 9:00 12:00 The exam is written both in English and in Dutch. Please choose the version you find the most convenient. Do not forget to write down your name and student identification number on all pages handed in. Write down on the first page of your elaboration whether you have made and handed in the practical exercises for the course, and in which year (2003, 2004, 2005, 2006 or 2007). If this information is missing, the possible bonus that you can earn with these exercises can not be awarded. TENTAMEN AE2-914: TRILLINGEN VAN LUCHTVAARTCONSTRUCTIES 5 april, 2007, Tijd: 9:00 12:00 De examenopgaven zijn geschreven in zowel het Engels als het Nederlands. Kies de versie die jou het meest ligt. Vergeet niet je naam en studienummer te vermelden op alle pagina s die je inlevert. Geef op de eerste pagina van je uitwerking aan of je de praktische oefening voor de cursus gemaakt en ingeleverd hebt, en in welk jaar je dit gedaan hebt (2003, 2004, 2005, 2006 of 2007). Indien deze informatie ontbreekt, dan kan de eventuele bonus die je met deze oefening kunt verdienen niet worden toegekend. 1

2

Delft University of Technology, Faculty of Aerospace Engineering Exam AE2-914: Vibrations of Aerospace Structures Date: April 5, 2007, Time: 9:00 12:00 Question 1 (2.5 points) Figure 1 shows a system of two massless beams with different bending stiffness, EI 1 and EI 2, which are connected to a mass M. The mass is connected to a dashpot with damping c. The vertical response of the mass is x(t) (measured with respect to the position of static equilibrium). The beams are fully clamped at their left end. a) Derive the equation of motion of the system in terms of the response x(t), where the effective stiffness of the system must be expressed in terms of the system parameters given in Figure 1. b) Compute the eigen frequency d of the damped system. c) Assuming the system is underdamped, compute the response to the initial conditions x( 0) x and x ( 0) 0. 0 Figure 1: System of a beam, a mass and a dashpot. 3

Question 2 (2.0 points) Figure 2 shows a system of a disk with mass moment of inertia J, which at its mass center is connected to a rotational spring with stiffness k r. The disk further is rigidly connected to a rigid, massless beam. The beam is supported by a dashpot with damping c and a spring with stiffness k. The base to which the spring and dashpot are connected experiences an excitation x( t) xˆsin t. It may be assumed that the rotation of the disk remains small, such that sin tan and cos 1. a) Draw the free-body diagrams of the individual subsystems. Derive the equation of * * * motion in the form J c k M( t), using the equations that apply to the individual subsystems. Here, J*, c* and k* are the effective mass moment of inertia, the effective damping and the effective stiffness of the system, respectively, and M(t) reflects the external loading related to the base excitation. b) Derive the steady-state response ss (t). Figure 2 : System of a disk, a rotational spring, a rigid, massless beam, a spring and a dashpot. The disk is rigidly connected to the beam. 4

Question 3 (2.0 points) Figure 3 shows a mass-spring system, which at t=0 is subjected to loading F(t), where F(t) = F 0 for 0 t t0, and F(t) = -F 0 for t t0 a) Derive the response x(t) of the system, assuming that the initial conditions are zero. For the computation of the response the Laplace transform method must be used, with the transformation and the inverse transformation of an arbitrary function formally defined as and 0 F ( s) f ( t)exp( st) dt, ci ci 1 f ( t) F( s)exp( st) ds 2 i The transformation and inverse transformation of standard functions can be found on the formula page handed out. Further, the Laplace transform of the unit impulse response function related to an undamped system is G( s) 1 2 M s. 2 n. Figure 3 : Mass-spring system subjected to a loading F(t). 5

Question 4 (2.5 points) Figure 4 shows a system of a mass m that is connected to two springs with stiffness k. The upper spring is attached to an infinitely stiff cable that is guided around a pulley. The mass moment of inertia of the pulley (measured about its mass center) is J=mr 2, with r the radius of the pulley. The right end of the cable is subjected to a harmonic loading F( t) Fˆ cos t. The translational response of the mass is x(t) (measured with respect to the position of static equilibrium), and the rotational response of the pulley is (t). It may be assumed that the rotation remains small, such that sin tan and cos 1. a) Draw the free-body diagrams of the subsystems, and derive the equations of motion of the system. Formulate the equations of motion in matrix-vector format. b) Compute the eigen frequencies of the system. c) Compute the steady-state responses x ss (t) and ss (t) of the system to the harmonic loading F(t). Plot the frequency-response functions H 12 () and H 22 (), clearly indicating the asymptotes and extremes (consider the translation x(t) as degree of freedom 1 and the rotation (t) as degree of freedom 2 ). Figure 4 : A system of a mass, two springs, and an infinitely stiff cable with a pulley. 6

Technische Universiteit Delft, Faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek Tentamen AE2-914: Trillingen van luchtvaartconstructies Datum: 5 april, 2007, Tijd: 9:00 12:00 Vraag 1 (2.5 punten) Figuur 1 laat een systeem zien van twee massaloze balken met verschillende buigstijfheid, EI 1 and EI 2, welk zijn verbonden met een massa M. De massa is verbonden met een demper met demping c. De verticale responsie van de massa is x(t) (gemeten ten opzichte van de positie van statisch evenwicht). De balken zijn volledig ingeklemd aan hun linker uiteinde. a) Leid de bewegingsvergelijking af in termen van de responsie x(t), waarbij de effectieve stijfheid moet worden uitgedrukt in termen van de systeemparameters in Figuur 1. b) Bereken de eigenfrequentie d van het gedempte systeem. c) Aannemende dat het systeem ondergedempt is, bereken de responsie ten gevolge van de begincondities x( 0) x0 en x ( 0) 0. Figuur 1: Systeem van een balk, een massa en een demper. 7

Vraag 2 (2.0 punten) Figuur 2 laat een systeem zien van een schijf met een massatraagheidsmoment J, welk in zijn massa-centrum is verbonden met een rotatieveer met stijfheid k r. De schijf is verder star verbonden met een starre, massaloze balk. De balk wordt ondersteund door een demper met demping c en een veer met veerstijfheid k. De ondergrond waaraan de veer en de demper zijn verbonden ondergaat een excitatie x( t) xˆsin t. Het kan worden aangenomen dat de rotatie van de schijf klein blijft, zodanig dat sin tan en cos 1. a) Schets de vrije-lichaamsdiagrammen van de individuele subsystemen. Leid de * * * bewegingsvergelijking af in de vorm J c k M( t), gebruik makende van de vergelijkingen die van toepassing zijn op de individuele subsystemen. Hierbij zijn J*, c* en k* respectievelijk het effectieve massatraagheidsmoment, de effectieve demping en de effectieve stijfheid van het systeem, en M(t) representeert de externe belasting gerelateerd aan de excitatie van de ondergrond. b) Leid de steady-state responsie ss (t) af. Figuur 2 : Systeem van een schijf, een rotatieveer, een starre, massaloze balk, een veer en een demper. De schijf is star verbonden met de balk. 8

Vraag 3 (2.0 punten) Figuur 3 laat een massa-veer systeem zien, welk op t=0 wordt onderworpen aan een belasting F(t), waarbij F(t) = F 0 voor 0 t t0, en F(t) = -F 0 voor t t0 a) Leid de responsie x(t) van het systeem af, aannemende dat de begincondities nul zijn. Voor de berekening van de responsie moet de Laplace transformatie-methode worden gebruikt, waarbij de transformatie en de terugtransformatie van een willekeurige functie in het algemeen gedefinieerd zijn als en 0 F ( s) f ( t)exp( st) dt, ci ci 1 f ( t) F( s)exp( st) ds 2 i. De getransformeerde en teruggetransformeerde van standaard functies kunnen worden gevonden op het uitgereikte formuleblad. Verder is de Laplace getransformeerde van de eenheidspuls-responsie functie gerelateerd aan een ongedempt systeem gelijk aan G( s) 1 2 M s. 2 n Figuur 3 : Massa-veer systeem onderworpen aan een belasting F(t). 9

Vraag 4 (2.5 punten) Figuur 4 laat een systeem zien van een massa m welk is verbonden aan twee veren met stijfheid k. De bovenste veer zit vast een een oneindig-stijve kabel, welk wordt geleid om een katrol. Het massatraagheidsmoment van de katrol (gemeten om het massacentrum) is J=mr 2, met r de straal van de katrol. Het rechteruiteinde van de kabel wordt onderworpen aan een harmonische belasting F( t) Fˆ cos t. De translatie-responsie van de massa is x(t) (gemeten met betrekking to de positie van statisch evenwicht), en de rotatieresponsie van de katrol is (t). Het kan worden aangenomen dat de rotatie klein blijft, zodanig dat sin tan en cos 1. a) Schets de vrije-lichaamsdiagrammen van de individuele subsystemen, en leid de bewegingsvergelijkingen van het systeem af. Formuleer de bewegingsvergelijkingen in matrix-vector formaat. b) Bereken de eigen frequenties van het systeem. c) Bereken de steady-state responsies x ss (t) and ss (t) van het systeem ten gevolge van de harmonische belasting F(t). Schets de frequentie-responsie functies H 12 () en H 22 (), waarbij duidelijk de asymptoten en extremen dienen te worden aangegeven (beschouw hierbij de translatie x(t) als vrijheidsgraad 1 en de rotatie (t) als de vrijheidsgraad 2 ). Figuur 4 : Een systeem van een massa, twee veren, en een oneindig-stijve kabel met een katrol. 10