SKRIFTLIG EKSAMEN I SVINGNINGSTEORI Bygge- og Anlægskonstruktion, 8. semester Onsdag, den 19. juni 2002 kl Alle hjælpemidler er tilladt

Relaterede dokumenter
OPGAVE 1. k m c. Spørgsmål 1 (10%) Opstil bevægelsesligningen for den punktformige masse. Spørgsmål 2 (5%) Bestem for k = 3 EI

OPGAVE 1. Spørgsmål 1 (15%) Opstil bevægelsesligningen med tilhørende begyndelsesbetingelser for massen i punkt D.

Figuren viser et linert udmpet system af 1 frihedsgrad med fjederkonstanten k og

Figuren viser et linert system af 1 frihedsgrad med fjederkonstanten k, dmpningskonstanten

OPGAVE 1. f(t) = f 0 cos(ωt)

yt () p0 cos( t) OPGAVE 1

Spørgsmål 2 (5%) Formuler systemets bevægelsesligninger og begyndelsesbetingelser på tilstandsform.

SKRIFTLIG EKSAMEN I NUMERISK DYNAMIK Bygge- og Anlægskonstruktion, 7. semester Torsdag den 19. juni 2003 kl Alle hjælpemidler er tilladt

Spørgsmål 1 (5%) Forklar med relevant argumentation, at den stationære temperaturfordeling i områdets indre er bestemt ved følgende randværdiproblem

SKRIFTLIG EKSAMEN I NUMERISK DYNAMIK Bygge- og Anlægskonstruktion, 8. semester Fredag den 30. juni 2005, kl Alle hjælpemidler er tilladt

Matematik 2 AL. Opgave 2 (20p)

Exercise 6.14 Linearly independent vectors are also affinely independent.

Fononiske Båndgab. Køreplan Matematik 1 - FORÅR 2005

Fononiske Båndgab. Køreplan Matematik 1 - FORÅR 2004

Multivariate Extremes and Dependence in Elliptical Distributions

Frequency Dispersion: Dielectrics, Conductors, and Plasmas

Eksamen i Signalbehandling og matematik

STRUCTURAL DYNAMICS, VOL. 9. Computational Dynamics

Linear Programming ١ C H A P T E R 2

Kurver og flader Aktivitet 15 Geodætiske kurver, Isometri, Mainardi-Codazzi, Teorema Egregium

1 Indledning 2. 2 Komfortkriterier 2. 3 Lastmodel 4. 4 Konstruktionsmodeller Generaliseret system Betonelementdæk 6

Fysik 2 - Den Harmoniske Oscillator

Freefly B-Række Regler

Besvarelser til Lineær Algebra Reeksamen Februar 2017

Rotational Properties of Bose - Einstein Condensates

Avancerede bjælkeelementer med tværsnitsdeformation

19.3. Second Order ODEs. Introduction. Prerequisites. Learning Outcomes

INSTALLATION INSTRUCTIONS STILLEN FRONT BRAKE COOLING DUCTS NISSAN 370Z P/N /308960!

Beovox 5000 versions. Classic Audio Technical Information

Matematik-teknologi 3. semester Projekt introduktion

Unitel EDI MT940 June Based on: SWIFT Standards - Category 9 MT940 Customer Statement Message (January 2004)

Skriftlig Eksamen Beregnelighed (DM517)

Project Step 7. Behavioral modeling of a dual ported register set. 1/8/ L11 Project Step 5 Copyright Joanne DeGroat, ECE, OSU 1

Note om Laplace-transformationen

( ) Projekt 7.17 Simpsons formel A A A. Hvad er matematik? 3 ISBN

Vejafmærkning i fht. letbaner. Fodgængerafmærkning og brug af røde blinksignaler

Fononiske Båndgab. Køreplan Matematik 1 - FORÅR 2009

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 12

Measuring Evolution of Populations

Pontryagin Approximations for Optimal Design of Elastic Structures

Pattern formation Turing instability

11/3/2002. Statik og bygningskonstruktion Program lektion Understøtninger og reaktioner. Kræfter og ligevægt.

Skriftlig Eksamen Diskret matematik med anvendelser (DM72)

Sign variation, the Grassmannian, and total positivity

Hydrogen Burning in Stars-II

Evaluating Germplasm for Resistance to Reniform Nematode. D. B. Weaver and K. S. Lawrence Auburn University

TM4 Central Station. User Manual / brugervejledning K2070-EU. Tel Fax

Astrofysik. M bol = konstant + α log Π,

MM501 forelæsningsslides

Strings and Sets: set complement, union, intersection, etc. set concatenation AB, power of set A n, A, A +

Formelsamling til Fourieranalyse 10. udgave

Circulating Beams Søren Pape Møller ISA / DANFYSIK A/S Chapter 4 i Wilson - 1 hour

Slot diffusers. Slot diffusers LD-17, LD-18

Fysik 2 - Oscillator. Amalie Christensen 7. januar 2009

Skriftlig Eksamen Kombinatorik, Sandsynlighed og Randomiserede Algoritmer (DM528)

Eksempel 9.1. Areal = (a 1 + b 1 )(a 2 + b 2 ) a 1 a 2 b 1 b 2 2a 2 b 1 = a 1 b 2 a 2 b 1 a 1 a 2 = b 1 b 2. Eksempel = ( 1) = 10

Podia samlevejledning

3 Korrigeret elasticitetsmodul Ikke-linear least-square fitting 27

Montage bjælkeklipper BM 5001R Art. No Assembly scythe mower BM 5001R Art. No

Behaviour of Concrete Slabs Subjected to Transverse Load and Compressive Axial Forces

Engelsk. Niveau C. De Merkantile Erhvervsuddannelser September Casebaseret eksamen. og

Chapter 6. Hydrogen Atom. 6.1 Schrödinger Equation. The Hamiltonian for a hydrogen atom is. Recall that. 1 r 2 sin 2 θ + 1. and.

Læs vejledningen godt igennem, før du begynder at samle vuggen. Please read the instruction carefully before you start.

Aktivering af Survey funktionalitet

Privat-, statslig- eller regional institution m.v. Andet Added Bekaempelsesudfoerende: string No Label: Bekæmpelsesudførende

University of Copenhagen Faculty of Science Written Exam - 3. April Algebra 3

frame bracket Ford & Dodge

k(k 1)(k 2)... (k n + 1) = = 12 2 = 6

Skriftlig Eksamen Beregnelighed (DM517)

Eksamen i Mat F, april 2006

On the complexity of drawing trees nicely: corrigendum

Svar til eksamen i Matematik F2 d. 23. juni 2016

Hvad betyder samtidighedsferie og den nye ferielov for mig? What does concurrent holiday mean, and how does the new Holiday Act affect me?

Geometrinoter 2. Brahmaguptas formel Arealet af en indskrivelig firkant ABCD kan tilsvarende beregnes ud fra firkantens sidelængder:

DAY HUNTER KIT ASSEMBLY INSTRUCTIONS

Basic statistics for experimental medical researchers

Projekt 5.7 Hovedsætninger om differentiable funktioner et opgaveforløb

PARALLELIZATION OF ATTILA SIMULATOR WITH OPENMP MIGUEL ÁNGEL MARTÍNEZ DEL AMOR MINIPROJECT OF TDT24 NTNU

Kortfattet svar til eksamen i Matematik F2 d. 21. juni 2017

On the Relations Between Fuzzy Topologies and α Cut Topologies

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 17

Montering af læsseudstyr Mounting of Loading Equipment. SupraVac 2000

Du kan efter ønske opfatte integralet som et Riemann-integral eller et Lebesgue-integral (idet de to er identiske på C([a, b], C) jf. Theorem 11.8.

UNISONIC TECHNOLOGIES CO.,

Montage bjælkeklipper BM 870 III Art. No / BM 875 III Art. No

Montageanvisning Assembly instructions. MultiDicer KMD 12, 18

Resource types R 1 1, R 2 2,..., R m CPU cycles, memory space, files, I/O devices Each resource type R i has W i instances.

STUDENTEREKSAMEN NOVEMBER-DECEMBER 2007 MATEMATISK LINJE 2-ÅRIGT FORLØB TIL B-NIVEAU MATEMATIK DELPRØVEN UDEN HJÆLPEMIDLER

Particle-based T-Spline Level Set Evolution for 3D Object Reconstruction with Range and Volume Constraints

Image Restoration. Chapter 5. You want to obtain an image X. But you only have a degradation version Y. How do you determine X from Y?

MONOTONE POSITIVE SOLUTIONS FOR p-laplacian EQUATIONS WITH SIGN CHANGING COEFFICIENTS AND MULTI-POINT BOUNDARY CONDITIONS

Monteringsvejledning / Mounting instructions. Chameleon betræk / Chameleon cover system

Noget om Riemann integralet. Noter til Matematik 2

Vores mange brugere på musskema.dk er rigtig gode til at komme med kvalificerede ønsker og behov.

SkyVision Linear Installation manual, comfort _0216, Comfort, Item no Version 02/16

Userguide. NN Markedsdata. for. Microsoft Dynamics CRM v. 1.0

1 s01 - Jeg har generelt været tilfreds med praktikopholdet

Filtering on Wires Cable Ferrites, Usage & Comparison Alex Snijder Field Application Engineer Wurth Elektronik Nederland B.V.

MM501 forelæsningsslides

MS-H280-Pro Magnetic Stirrer

Transkript:

SKRIFTLIG EKSAMEN I SVINGNINGSTEORI Bygge- og Anlægskonstruktion, 8. semester Onsdg, den 19. juni 2002 kl. 09.00-13.00 Alle hjælpemidler er tilldt OPGAVE 1 f t)=f 0cos ùt) A B C c 0 D Figuren viser en horizontl pln msseløs bjælke ABC f længden 2. Bjælken, der ntges uendelig stiv og fri for dæmpning, er simpelt understøttet i punkt A. I punktet C er bjælken understøttet f en fjedrende understøtning, der består f 2 lineært elstiske serieforbundne fjedre med fjederkonstnterne, der er prllelforbundet med et lineært viskost dæmperelement med dæmpningskonstnten c 0. Mellem fjedrene er plceret en punktformig msse f størrelsen. Fjedersystemet er fst understøttet ved punktet D. Fjedre og dæmpere er lle nordnet i lodret retning, og mssen ntges fstholdt således, t denne kun kn foretge bevægelser i lodret retning. I øvrigt betrgtes kun små bevægelser f bjælken omkring en vndret sttisk ligevægtstilstnd. Bjælken belstes i midtpunktet B f en lodret hrmonisk vrierende krft ft) = f 0 cosωt) med mplituden f 0 og den cirkulære frekvens ω. Spørgsmål 1 25%) Bestem den sttionære bevægelse f punkt C og f mssen,når krften ft) hr virket så længe, t responset fr eventuelle begyndelsesbetingelser er klinget ud. Spørgsmål 2 10%) Bestem den cirkulære frekvens for hvilken bjælken ABC forbliver i ro, og bestem mplituden f mssen i denne tilstnd.

2 OPGAVE 2 A B C D Figuren viser en pln rmmekonstruktion, bestående f de vndrette delbjælker AB og BC og den lodrette bjælke BD. Delbjælkerne er lle msseløse Bernoulli-Eulerbjælker med konstnt bøjningsstivhed og længden, der er bøjningsstift forbundet i punkt B. Konstruktionen er fst indspændt i punkt D, og lle bjælker ntges uendeligt stive overfor xildeformtioner. I de frie bjælkeender A og C er vedhæftet 2 punktformige msser f størrelsen m. Kun små svingninger omkring den sttiske ligevægtstilstnd betrgtes, og der ses bort fr indflydelsen f eventuelle normlkræfter på det dynmiske respons. Spørgsmål 1 20%) Bestem konstruktionens udæmpede cirkulære egenfrekvenser og egensvingningsformer. Hjælp: En lodret neddrettet enhedskrft i punkt C medfører en neddrettet flytning f størrelsen 4 3 3 3 i punkt C, en opdrettet flytning f størrelsen i punkt A, ogen vndret flytning mod højre f størrelsen 1 3 2 f punkt C. En vndret enhedskrft rettet mod højre i punkt C medfører en flytning i smme retning f dette punkt på 1 3 3.

3 OPGAVE 3 A,ì C D 2 Systemet i opgve 1 betrgtes igen. Blot ntges nu, t den vndrette bjælke AC f længden 2 er en pln Bernoulli-Eulerbjælke med konstnt bøjningsstivhed og msse pr. længdeenhed µ. Endvidere ses der bort fr dæmpningen i det understøttende fjedersystem, svrende til c 0 = 0. Der ses endvidere bort fr indflydelsen f en eventuel normlkrft i bjælke AC på det dynmiske respons, og kun små svingninger omkring den vndrette sttiske ligevægtstilstnd betrgtes. Spørgsmål 1 20%) Opstil frekvensbetingelsen til bestemmelse f udæmpede cirkulære egenfrekvenser f konstruktionen. Der kræves ingen numerisk løsning f frekvensbetingelsen.

4 OPGAVE 4 mg m k V,ì l Et køretøj, der modelleres vh. et enkelt frihedsgrders system bestående f en msse m og en lineært elstisk fjeder med fjederstivhed k, bevæger sig med den konstnte hstighed V lngs en vndret flde. Til tiden t = 0 bevæger køretøjet sig ind på en vndret bro med det frie spænd l, der modelleres vh. en simpelt understøttet Bernoulli- Eulerbjælke med konstnt bøjningsstivhed og konstnt msse pr. længdeenhed µ. Broen ntges fri for dæmpning, og køretøjet ntges t belste broen, således t denne kun udfører små bevægelser i plnen omkring en vndret ligevægtstilstnd. Der ses bort fr indflydelsen f eventuelle tryknormlkræfter i broens længdekse på dennes dynmiske respons. Spørgsmål 1 25%) Idet broens respons modelleres vh. en enkelt modl frihedsgrd, og køretøjets dynmiske bevægelse ntges kun t foregå i lodret retning, skl mn opstille bevægelsesligningerne for broen og køretøjet. Køretøjets egenvægt mg, hvorg er tyngdeccelertionen, tges med i nlysen. Såvel broen som køretøjets msse ntges i ro til tiden t =0.

5 SOLUTIONS PROBLEM 1 Question 1: ft)=f cos ùt) A B C 0 x 1. x -x )-c x 2 1 0 1 c 0 x -x ) 2 1 x 2 D x 2 Fig. 1: Forces on free bem nd free mss. The verticl displcement x 1 of point C nd the verticl displcement x 2 of the mss re introduced s degrees of freedom with signs s defined in fig. 1. Then the extension of the upper spring is x 2 x 1, nd the compression of the lower spring is x 2. The velocity of the dmper element is ẋ 1. Hence, the interction force between the bem nd the supporting spring system t point C becomes x 2 x 1 ) c 0 ẋ 1. The bem is cut free from the supporting spring system nd the interction force is pplied s n externl force with sign defined in fig. 1. Similrly, the mss is cut free from the springs, nd the spring forces x 2 x 1 )nd x 2 re pplied s externl forces with signs s defined in fig. 1. Next, moment equilibrium is formulted for the bem round point A, nd Newton s 2nd lw of motion is pplied for the free mss, leding to the following equtions of motion ft) + ) } x 2 x 1 ) c 0 ẋ 1 2 =0 ẍ 2 = x 2 x 1 ) x 2 Mẍ + Cẋ + Kx = ft) 1) where [ ] x1 t) xt) = x 2 t) [ ] 0 0 M = 0 [ ] f0, ft) =F cos ωt, F = 0 [ ] [ ] 2c0 0 2k0 2k, C =, K = 0 0 0 2 2)

6 Becuse the dmper is cting indirectly on the mss vi the upper spring,the system is not genuine single-degree-of-freedom system. Insted, the indicted twodegrees-of-freedom formultion becomes necessry. The following complex formultion is introduced for the force ft) =Re Fe iωt) The sttionry hrmonic response then becomes, cf. 3-100), 3-101) xt) =Re Xe iωt) 3) X = K + iωc ω 2 M ) 1 F = [ ] 1 [ ] 2k0 +2c 0 ωi 2 f0 2 ω 2 = 1 [ ] 2k0 ω 2 f 0 D 4) 0 D =2 ω 2 )2 +2c 0 ωi) 2k 2 0 2 c 0 ω 3 i 2 ω 2 +4 c 0 ωi +2k 2 0 5) Question 2: The bem remins t rest, if x 1 t) 0. As seen from 4) this is the cse t the circulr eigenfrequency ω = 2k0 6) 6) is the eigenfrequency of the mss if point C is fixed. With ω given by 6) the determinnt D becomes, cf. 5) D = 2k 2 0 7) Then, the mplitude of the mss becomes X 2 = 2k0 2 f 0 = f 0 2 8) With X 1 = 0, the interction force becomes X 2 cosωt). This force must blnce the externl force f 0 cosωt) cting t point B t ll times, which is obtined with the mplitude X 2 given by 8).

7 PROBLEM 2 Question 1:.. -mx 1 m A B C.. -mx 2 m x 3.. -2mx 3 x 1 x 2 D Fig. 1: Definition of degrees of freedom. The bems of the structure re mssless nd inextensible. Hence, the structure hs 3 degrees of freedom, which re selected s the verticl displcements x 1 t) ndx 2 t) of the points A nd C, nd the common horizontl displcement x 3 t) ofthebemabc with signs s defined in fig. 1. The ltter degree of freedom is relted with the mss 2m. Next, inertil forces mẍ 1, mẍ 2 nd 2mẍ 3 re pplied s externl forces in the direction of the defined degrees of freedom. Then, the equtions of motion red, cf. 3.1) x 1 t) =δ 11 mẍ 1 )+δ 12 mẍ 2 )+δ 13 2mẍ 3 ) x 2 t) =δ 21 mẍ 1 )+δ 22 mẍ 2 )+δ 23 2mẍ 3 ) 1) x 3 t) =δ 31 mẍ 1 )+δ 32 mẍ 2 )+δ 33 2mẍ 3 ) The flexibility coefficients re given s D = δ 11 δ 12 δ 13 δ 21 δ 22 δ 23 = 1 3 8 6 3 6 8 3 2) 6 δ 31 δ 32 δ 33 3 3 2 The equtions of motion my then be written in the following mtrix form Mẍ + Kx = 0 xt) = x 1t) x 2 t), M = m 1 0 0 0 1 0 x 3 t) 0 0 2, K = D 1 = 3 10 3 3) 7 3 6 3 7 6 4) 6 6 28

8 The undmped circulr eigenfrequencies nd eigenmodes Φ j)t = [Φ j) 1 Φj) 2 Φj) 3 ]re obtined s non-trivil solutions of the homogeneous liner equtions, cf. 3-42) 7 λ j 3 6 Φ j) 1 3 7 λ j 6 Φ j) 2 = 0 0 5) 6 6 28 2λ j Φ j) 0 3 where λ j = 10 3 m 3 ω2 j 6) The chrcteristic eqution becomes det 7 λ 3 6 3 7 λ 6 = 2λ 3 j +56λ 2 j 400λ j + 400 = 0 6 6 28 2λ j 9 61, j =1 λ j = 10, j =2 9+ 61, j =3 2.7 0.549 ω j = 3 2.7+ 0.549 m 3, j =1 m 3, j =2 m 3, j =3 7) 8) The eigenmodes re normlized s follows 1 Φ j) = Φ j) 2 Φ j) 3 9) Next, the components Φ j) 2 nd Φ j) 3 re determined from the 2nd nd 3rd equtions of 5) [ 7 λj 6 6 28 2λ j [ j) ] Φ 2 Φ j) = 3 ][ j) ] Φ 2 Φ j) = 3 [ ] 3 6 [ ] 1 120 2λj 2λ 2 j 42λ j + 160 60 6λ j 10)

9 Insertion of 7) then provides the following undmped eigenmodes Φ 1) = 1 1 1 6 5 61) Φ 2) = 1 1 0 Φ 3) = 1 1 1 6 5 + 61) 11) PROBLEM 3 Question 1: A,ì C Öx) x 2 ux,t) D u2,t) kx-u) 0 2 x t) 2 x -u) 2 x 2 Fig. 1: Definitions. The bem hs constnt bending stiffness, constnt mss per unit length µ, nd the norml force in the sttic equilibrium stte is N = 0. Hence, the eigenmode is given by 4.18) nd 4.19) Φx) =A sin λ x ) + B cos λ x ) + C sinh λ x ) + D cosh λ x ) 1) 2 2 2 2 λ 4 = µω2 2) 2 2) The boundry conditions t point Ax = 0) become, cf. 4-23) Φ0) = d2 Φ0) = 0 3) dx2 Insertion of 1) into 3) provides B = D = 0, cf. 4-20). Then 1) reduces to Φx) =A sin λ x ) + C sinh λ x ) 2 2 4)

10 Q2,t) C x -u) 2 M2,t) k x t)-u2,t)) 0 2 x 2 x 2 Fig. 2: Forces on free end point C, nd free mss. The mechnicl boundry conditions t point Cx = 2) specify tht the bending moment is 0, nd the sher force must blnce the interction for x2 t) u2, t) ) of the supporting spring system, where x 2 t) denotes the verticl displcement of the mss m, ndu2, t) is the displcement of the bem t point C. The eqution of motion of the mss reds, see fig. 2 ẍ 2 = x2 u2, t) ) x 2 5) Under hrmonic vibrtions, where ux, t) =Φx)cosωt) ndx 2 t) =X 2 cosωt), 5) provides the following reltions between the mplitudes X 2 nd Φ2) ω 2 X 2 = X2 Φ2) ) X 2 X 2 = 2 ω 2 Φ2) 6) Hence the interction force will be hrmonic vrying with the mplitude where X2 Φ2) ) = k 1 ω)φ2) 7) k 1 ω) = ω 2 2 ω 2 8) k 1 ω) my be interpreted s n equivlent liner spring of the spring system under hrmonic motion. For =0orω = 0), 8) ttins the vlue k 1 0) = 1 2, corresponding to the sttic replcement spring of the two springs in series. For = or ω = ), 8) provides the solution k 1 ) =. In this cse the mss is t rest, nd only the upper spring is effective. Notice tht for frequencies in the rnge m <ω2 < 2, k 1 ω) becomes negtive. In this frequency bnd the spring system will push t the bem, rther thn support it. The boundry conditions t x =2 now become, cf. 4-13) d 2 Φ2) dx 2 =0 d3 Φ2) dx 3 = k 1 ω)φ2)

11 d 2 Φ1) dξ 2 =0 d 3 Φ1) dξ 3 = κ κ αλ4 2κ αλ 4 Φ1) 9) where ξ = x 2, κ = 2) 3, α = µ2 10) κ nd α re non-dimensionl prmeters for the concentrted spring stiffness nd mss. By inserting 4) into 9) the following homogeneous equtions re obtined for the determintion of A nd C λ 2 A sin λ + C sinh λ) =0 λ 3 A cos λ + C cosh λ) =κ 1 λ)a sin λ + C sinh λ) =0 [ sin λ sinh λ λ 3 cos λ κ 1 λ) sinh λ 3 cosh λ κ 1 λ) sinh λ } ][ ] A = C [ ] 0 0 11) where κ 1 λ) =κ κ αλ4 2κ αλ 4 12) The frequency condition then becomes sin λ λ 3 cosh λ κ 1 λ) sinh λ ) sinh λ λ 3 cos λ κ 1 λ) sin λ ) =0 λ 3 cot λ λ 3 coth λ +2κ 1 λ) = 0 13) For κ 0 =20ndα = 1 the 6 lowest solutions of 13) become 1.915328, j =1 4.283589, j =2 7.127468, j =3 λ j = 10.22925, j =4 13.36023, j =5 16.49784, j =6

12 PROBLEM 4 Question 1: yt) mg m k V m kuvt,t)-y) Vt x Rt) ux,t) l,ì Fig. 1: Definition of structurl system nd forces on free vehicle mss. The sttic equilibrium stte of the vehicle mss is defined s the position of the mss, when the vehicle is t rest on horizontl plne outside the bridge. The dynmic displcement yt) of the mss is mesured from this position with sign s shown in fig. 1. The sttic force mg is directly trnsmitted through the spring nd mkes up prt of the rection force Rt). The displcement of the bridge t position x t the time t is denoted ux, t) with sign s defined in fig. 1. Then, t the time t [ ] 0, l V the displcement of the bridge t the position x = Vt of the vehicle becomes uvt,t). Hence, the elongtion of the vehicle spring is uvt,t) yt). The vehicle mss is cut free from the spring, nd the spring force k uvt,t) yt) ) is pplied with sign s shown in fig. 1. Then, Newton s 2nd lw of motion for the free vehicle mss provides mÿ = k uvt,t) y ),t [0, l V ] } mÿ = ky, t ] l V, [ with the initil conditions y0) = ẏ0) = 0 2) 1) The initil conditions 2) nd the second eqution in 1) follow from the ssumption of the surfce being smooth nd horizontl on both sides of the bridge. Then, the rection force between the bridge nd the vehicle my be written { ) mg + k yt) uvt,t), t [0, l Rt) = V ] } 0, t ] l V, [ The bridge is modelled s single-degree-of-freedom system. Hence, the following pproximtion pplies, cf. 4-52) ux, t) Φ 1) x)q 1 t) 4) 3)

The fundmentl eigenmode for the simply supported bem with homogeneous cross sections becomes, cf. 4-31) Φ 1) x) = sin π x ) 5) l 13 Since the bridge is free of dmping, nd t rest t the time t = 0, the equtions of motion nd the initil vlues of the modl coordinte q 1 t) become, cf. 4-53) q 1 + ω 2 1q 1 = 1 M 1 F 1 t) 6) q 1 0) = q 1 0) = 0 7) where, cf. 4-33), 4-65), 4-69) ω1 2 = π4 l 4 µ M 1 = 1 2 µl 8) 9) where F 1 = { Rt) sinωt), t [0, l V ] 0, t ] l V, [ 10) ω = π V l 11) Then, insertion of uvt,t)=φ 1) Vt)q 1 t) = sinωt)q 1 t) into 1) provides the following eqution of motion for the vehicle mss ÿ + ω0y 2 ω0 2 sinωt)q 1 =0, t [0, l } V ÿ + ω0y 2 =0, t ] l V, [ 12) where ω 2 0 = k m 13) ω 0 is the circulr eigenfrequency of the vehicle t stndstill position. However, in 12) ω 0 should merely be considered s prmeter. Similrly, 3), 6), 9), 10) provide the following eqution of motion for the bridge ) q 1 + ω1q 2 1 = 2m µl g + ω0 ) } 2 y sinωt)q1 sinωt), t [0, l V ] q 1 + ω1q 2 1 =0, t ] l V, [

14 q 1 + ω 2 1 + αω 2 0 sin 2 ωt) ) q 1 αω 2 0 sinωt)y = αg sinωt), t [0, l V ] q 1 + ω 2 1q 1 =0, t ] l V, [ } 14) where α denotes the following mss rtio α = 2m µl 15) 12) nd 14) with the initil vlues 2) nd 7) cn only be solved numericlly. This is consequence of time-dependent coefficients of the differentil equtions, for which no generl solution strtegy is vilble for obtining fundmentl system of solutions to the corresponding homogeneous equtions.