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Platten Knicken Randbedingungen DGL

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Tags: Angewandte Lineare Algebra, Determinanten, Knicken, Matrizenrechnung, Newton-RaphsonGewöhnliche Differentialgleichungen, Partielle Differentialgleichungen, Platten, Randbedingung, Rayleigh-Ritz-Methode

 
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Sam91

Sam91 aktiv_icon

13:50 Uhr, 10.12.2015

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Hi, Ich hoffe ich adressiere mein Problem an das richtige Forum. Falls nicht bitte einfach ignorieren.

Ich versuche mit Hilfe von Maple die kritische Knicklast für eine Faserverbundwerkstoff-Platte zu berechnen die an den gegenüber liegeneden, belasteten Enden eingespannt und an den anderen frei gelagert ist. Hierfür soll ich wenn möglich die Rayleigh-Ritz Methode für Energieminimierung verwenden. Bisher habe ich folgenden Ansatz:

Für diejenigen die Maple haben habe...
drive.google.com/folderview?id=0B6ODPZfF_qeUQXNSTzRZOUxfUzQ&usp=sharing

Die DGL ist:
D11*W(xxxx)+(2*D12+4*D66)*W(xxyy)+D22*W(yyyy)+N*W(xx)=0
,wobei N die Last ist und D die Materialwerte der Biege-Steif-Matrix

Aufgrund der Randbedingungen erwarte ich folgende Lösung für die Biegefigur:
W(x,y):=Summe(i=1...M)(c[i]*(cos(2*i*Pi*x/a)-1)
Ich gehe davon aus dass in y-richtung kein knicken satt findet. Vielleicht liegt hier bereits mein Fehler.
Diese Funktion wird einfach(dwx) und zweifach(ddwx) nach x abgeleitet für den nächsten Schritt.

Im nächsten Schritt wird die Energiefunktion in Form eines Doppelintegrals aufgestellt:
P=1/2*integral((D11*ddwx^2-N*dwx^2),[x=0..200,y=0..50])

Der Theorie nach wird diese Funktion nach jedem einzelnen abgeleitet und =0 gesetzt. Daraus sollten M Gleichungen mit M Unbekannten resultieren. In meinem Fall ist allerdings noch die Knicklast unbekannt was eine Unbekannte zu viel ist.
eq[1] :=-0.0139687c[2]+2067.20c[1]-4.93480Nc[1]=0
eq[2] :=33075.2c[2]-0.0139687c[1]-19.7392Nc[2]=0

Für meine weiteren Berechnungen brauche ich sowohl die Knicklast (N) als auch alle c-werte. Wie kann ich dieses Problem lösen?

Ich habe sowohl probiert c über die Randbedingungen, als auch über die Determinante (=0) als nicht triviale Lösung zu berechnen aber alle Ergebnisse ergaben c1...cM =0.

Jegliche Tipps bzw. Hilfe weiß ich sehr zu schätzen. Ich hab alle mir bekannten Möglichkeiten ausprobiert und weiß leider nicht mehr weiter. Eine weitere Möglichkeit wäre evtl. die Newton-Raphson Methode, allerdings vermute ich, dass ich bereits vorher Fehler gemacht habe.

Vielen Dank im voraus.

Eure Sam

Plate_Buckling

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
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anonymous

anonymous

22:16 Uhr, 11.12.2015

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Hallo
Mit dem www-Suchbegriff: 'herleitung euler knicken' kam ich auf ca. 2200 Treffer.
Schon die ersten sahen sehr vielversprechend aus.
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