Auf der Basis der Formel für das Prinzip vom Minimum des elastischen Potenzials für Biegeträger (unter Berücksichtigung von Linienlasten, diskreten Lasten, Federn und Drehfedern), die für die aktuelle Aufgabe in der Form
aufgeschrieben werden kann, wird ein Ritzscher Ansatz für die Vertikalverschiebung
mit m = 3 Ansatzfunktionen formuliert. Diese müssen nur die geometrischen Randbedingungen erfüllen, für den hier betrachteten Träger muss also nur die Bedingung v(z=0) = 0 von jeder Funktion erfüllt werden (Bedingung, um als Vergleichsfunktionen zulässig zu sein). Damit können die besonders einfachen Funktionen v1 = x , v2 = x2 , v3 = x3 als Vergleichsfunktionen verwendet werden (wenn man mit mehr Ansatzfunktionen arbeiten möchte, bieten sich natürlich beliebig viele der Art v4 = x4, v5 = x5 ... an). Auf der Seite "Verfahren von Ritz für Biegeträger" wird gezeigt, dass die Minimalbedingungen, die dafür sorgen, dass das nach der Wahl der Ansatzfunktionen noch mögliche Minimum des elastischen Potenzials entsteht, auf ein lineares Gleichungssystem für die Ansatzparameter ai des Ritzschen Ansatzes führt:
mit und Bei 3 Ansatzfunktionen ergibt sich also ein Gleichungssystem mit den 3 Unbekannten a1, a2 und a3. Nach der Lösung des Gleichungssystems kann dann die Näherungslösung für die Biegeverformung in der Form
aufgeschrieben werden. Die Realisierung der Berechnung mit Matlab erreicht man über die nachfolgenden Links. Dabei ist das unter Aufgabenstellung a gelistete Matlab-Script als Muster-Script für die Behandlung ähnlicher Aufgaben vorbereitet, bei der Aufgabenstellung b wird auf die Genauigkeit der Ergebnisse bei Verwendung von 3 bzw. mehr Ansatzfunktionen eingegangen. |
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