In the paper the formulation of the differential quadrature method based on spline functions as well as the way of determination of the weighting coefficients are presented. The convergence and accuracy of the method in comparison to the finite difference method are studied on the example of the geometrically nonlinear free vibrations of a beam.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper the method of the generation of the global difference formulas based on the arbitrary irregular node distribution is presented. The presented method uses approach that comes from DQ technique. As the base functions, radial functions are assumed, which are especially efficient in the approximation of a function given in a large number of scattered nodes. In order to show the accuracy of the formulas some derivatives of an exampled function are computed. The influence of the number of nodes as well as the shape parameter of the radial function on the accuracy and condition number of the system is investigated.
PL
W artykule przedstawiono metodę generacji globalnych wzorów różnicowych opartych na dowolnie nieregularnie rozmieszczonych węzłach. Przedstawiony sposób wykorzystuje podejścia stosowane w metodzie kwadratur różniczkowych. Jako funkcje bazowe przyjęto funkcje radialne, które są szczególnie skuteczne w aproksymacji funkcji zadanych w dużej liczbie nieregularnie rozmieszczonych punktów. Dla zilustrowania dokładności schematów różnicowych obliczono pochodne przykładowej funkcji oraz zbadano wpływ liczby węzłów i współczynnika kształtu funkcji radialnych na dokładność przybliżenia pochodnej i wskaźnik uwarunkowania układu równań.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper deals with the methodology of the determination of the weighting coefficients for differential quadrature method based on spline interpolation. Appropriate formulas are derived and two practical approaches to determine mentioned coefficients are proposed, one – pure numeric, the other that uses symbolic-numeric programming. Both approaches are analyzed on account of efficiency, conditioning of the problem and easiness of the implementation.
PL
W artykule omówiono metodykę wyznaczania współczynników wagowych dla metody kwadratur różniczkowych bazującej na interpolacji funkcjami sklejanymi. Wyprowadzono związki na wspomniane współczynniki oraz zaproponowano dwa sposoby praktycznej realizacji tego zagadnienia, jeden – czysto numeryczny, drugi – wykorzystujący programowanie symboliczno- numeryczne. Oba sposoby przeanalizowano pod kątem efektywności obliczeń, uwarunkowania zagadnienia oraz łatwości implementacji.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper, the coupled bending and torsional vibration analysis of microbeams under axial force based on Timoshenko’s beam theory is investigated. Modified non-classic coupled stress theory and the Hamilton principle used to establish the motion equations of the system. The generalized differential quadratures method is used to solve the obtained set of differential equations. After establishment of eigenvalue problem, two comparison studies are conducted to assure the validity and accuracy of the present solution and excellent agreement observed with the present results and those reported by other researchers in some specific cases by analytical solutions and classical beam theory. Afterwards, parametric studies are developed to examine the influences of boundary conditions, size effect, and various geometric characteristics of the beam on natural frequencies and the associated mode shapes are discussed. The results show that the non-compliance of the mass axis with the elastic axis reduces the natural frequency. Also, Poisson’s ratio have an opposite effect on the natural frequency.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW