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Forum "Gewöhnliche Differentialgleichungen" - randwertproblem
randwertproblem < gewöhnliche < Differentialgl. < Analysis < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
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randwertproblem: Balkendurchbiegung
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:35 Mi 05.11.2008
Autor: maureulr

Aufgabe
geg.: [mm] y^{4}=-F [/mm]   mit 0<x<L   ; y(0)=0 , y'(0)=0 , y(L)=0 , y'(L)=0

Modell für Balkendurchbiegung bei x=0 und x=L eingespannten Balkens mit const. [mm] F\ge0 [/mm]

ges.: max.Durchbiegung L=4 , F=1/5

[mm] y^{4} [/mm] = - F

ich habe mir das jetzt mal so gedacht :

[mm] EI*y^{4}(x)=-F(x) [/mm]      -> [mm] y^{4}(x)=-F(x)/EI [/mm]        mit EI=Biegesteifigkeit=const.

Integrieren:

[mm] y^{3}(x)=(-F/2EI)*(x^{2}+2c1) [/mm]

[mm] y^{2}(x)=(-F/6EI)*(x^{3}+6c1x+3c2) [/mm]

[mm] y^{1}(x)=(-F/24EI)*(x^{4}+12c1x^{2}+12c2x+4c3) [/mm]

[mm] y(x)=(-F/120EI)*(x^{5}+20c1x^{3}+30c2x^{2}+20c3x+5c4) [/mm]

Ist der Ansatz richtig ? Wenn ja wie bekomme ich nun c1 , c2 ... ?

setze ich die einzelnen ableitungen 0 , mit F=1/5 und x=L=4 , um so c1 usw. zu ermitteln ?

mfg ulli

        
Bezug
randwertproblem: Randbedingungen
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:40 Mi 05.11.2008
Autor: Loddar

Hallo Ulli!


Das sieht soweit ganz gut aus. Nun muss noch gelten, um die Konstanten zu ermitteln:
$$M(0) \ = \ y''(0) \ = \ 0$$
$$M(l) \ = \ y''(l) \ = \ 0$$
$$w(0) \ = \ y(0) \ = \ 0$$
$$w(l) \ = \ y(l) \ = \ 0$$

Gruß
Loddar


Bezug
                
Bezug
randwertproblem: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:55 Mi 05.11.2008
Autor: maureulr

danke ! loddar

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Bezug
randwertproblem: Frage (reagiert)
Status: (Frage) reagiert/warte auf Reaktion Status 
Datum: 19:32 Mi 05.11.2008
Autor: maureulr

Ich habe jetzt die Konstanten c1 usw. ermittelt durch  

y'''(l)=0 --> c1 , y''(l)=0 --> c2 , y'(l)=0 --> c3 , y(l)=0 --> c4


und nun ?

für einen Denkanstoss wäre ich dankbar

setze ich y(0)=... mit c1 , c2 , c3 , c4 ein ??? welche einheit ist das ??? ( LE )




Bezug
                        
Bezug
randwertproblem: genau lesen
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 20:07 Mi 05.11.2008
Autor: Loddar

Hallo Ulli!


Da hast du meine obige antwort nicht aufmerksam gelesen. Ich habe in meinen Ausführungen weder die 3. Ableitung noch die 1. Ableitung erwähnt.


Gruß
Loddar


Bezug
                        
Bezug
randwertproblem: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:26 Mi 05.11.2008
Autor: maureulr

nun habe ich nach deiner argumentation c1 , c2 , c3 , c4 ausgerechnet !

wo setze ich diese ein ?

Bezug
                                
Bezug
randwertproblem: einsetzen
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:49 Mi 05.11.2008
Autor: Loddar

Hallo Ulli!


Wie lauten denn Deine ermittelten Konstanten?

Diese dann in die Biegelinie $y(x) \ = \ ...$ einsetzen.


Gruß
Loddar


Bezug
                                        
Bezug
randwertproblem: lsg.
Status: (Frage) reagiert/warte auf Reaktion Status 
Datum: 21:02 Mi 05.11.2008
Autor: maureulr

y''(0)=0  --> c2=0

y''(4)=0  --> c1=-8/3

y(0)=0  --> c4=0

y(4)= --> c3=-448/15

Bezug
                                                
Bezug
randwertproblem: falsch begonnen
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:10 Do 06.11.2008
Autor: Loddar

Hallo Ulli!


Du hast ganz oben schon beim Integrieren falsch begonnen, und ich habe beim Kontrollieren geschlafen.
Aus $y'''' \ = \ [mm] -\bruch{F}{E*I}$ [/mm] folgt ja:
$$y''' \ = \ [mm] -\bruch{F}{E*I}*x+c_1$$ [/mm]
usw.

Von daher musst Du nochmal die anderen Funktionen bestimmen.


Gruß
Loddar


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