PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Mathematical and Computational Applications· 2026Q2

Cebirsel Kısıtlamalı Ayrık Varyasyonel Yaklaşım Kullanılarak FGM Kiriş Titreşim Denklemlerinin Sayısal Entegrasyonu

Numerical Integration of FGM Beam Vibration Equations Using a Discrete Variational Approach with Algebraic Constraints

Xianyu Xu, Yuanyuan Wang

Kısa özet

Yeni bir kısıtlı diferansiyel-kadratur/ayrık-varyasyonel çerçeve (DVM), fonksiyonel olarak derecelendirilmiş kiriş titreşim denklemlerini doğru bir şekilde entegre eder, makine hassasiyetine yakın konum seviyesi kısıtlama kalıntıları elde eder ve RK4'e kıyasla sapmayı bastırır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • FGM kiriş titreşim analizi için kısıtlı bir diferansiyel-kadratur/ayrık-varyasyonel çerçeve (DVM) geliştirildi.
  • DVM, makine hassasiyetine yakın konum seviyesi kısıtlama kalıntıları elde eder ve RK4'e kıyasla sapmayı bastırır.
  • DVM yanıtı, 10.000 saniyeye kadar olan simülasyonlarda sınırlı kalır.
  • 5 ila 11 düğümlü uzaysal iyileştirme, L∞ yer değiştirme hatasını 4.01×10−3'ten 8.26×10−10'a düşürür.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

This paper develops a constrained differential-quadrature/discrete-variational framework for vibration analysis of functionally graded beams. Spatial derivatives are discretized on a Chebyshev–Lobatto grid, while time integration is constructed from Lagrange interpolation and Gauss–Legendre quadrature. Boundary conditions are retained as algebraic constraints and enforced with Lagrange multipliers, leading to the semi-discrete operator K=k1I+kf2A(4)−k2A(2). For the default two-node formulation, the DVM keeps position-level constraint residuals near machine precision and suppresses cumulative position- and velocity-level drift relative to the RK4 comparison, while acceleration-level residuals remain of comparable order. The DVM response remains bounded in simulations up to 10,000 s. An empirical time-step scan is stable through h=0.30 and unstable at h=0.35 for the tested problem. Temporal convergence against an exact-in-time solution of the same constrained semi-discrete system is essentially second order, and pairwise self-convergence gives the same result. Spatial refinement from 5 to 11 Chebyshev–Lobatto nodes reduces the L∞ displacement error from 4.01×10−3 to 8.26×10−10, consistent with spectral-type DQM convergence. Additional sensitivity studies confirm that the principal conclusions are robust to algebraic-solver initialization, stopping tolerance, and several boundary-condition choices within the tested parameter range.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Mathematical and Computational Applications, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Sayısal Analiz

Numerical AnalysisMathematics