Задача Д.24,вариант 5 из Задачника Яблонского

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Версия от 10:50, 14 июня 2018; 188.170.80.191 (обсуждение) (Новая страница: «== Условие задачи== Определить частоты малых свободных колебаний и формы главных колебан…»)

(разн.) ← Предыдущая | Текущая версия (разн.) | Следующая → (разн.)
Перейти к: навигация, поиск

Условие задачи

Определить частоты малых свободных колебаний и формы главных колебаний системы с двумя степенями свободы, пренебрегая силами сопротивления, массами пружин и моментами инерции скручиваемых валов.

[math]m_1[/math] = 5 кг; [math]m_2[/math] = 2 кг; [math]c_1[/math] = 8 Н⁄см; [math]c_2[/math] = 6 Н⁄см; [math]c_3[/math] = 7 Н⁄см; [math]l[/math] = 0,5 м.

Программа

Код программы

Текст программы:

<syntaxhighlight lang="javascript" line start="1" enclose="div"> <!DOCTYPE html> <head> <script src = "http://tm.spbstu.ru/htmlets/Belousova/Statika/three.js"> </script> <script src ="http://tm.spbstu.ru/htmlets/Belousova/Statika/stats.min.js"> </script> <script src ="http://tm.spbstu.ru/htmlets/Belousova/Statika/OrbitControls.js"> </script> <script src ="http://tm.spbstu.ru/htmlets/Belousova/Statika/dat.gui.js"> </script> <style> body { margin:0; overflow:hidden; } </style> <body>

<canvas id="canvas1"></canvas> <canvas id="canvas2"></canvas> <script> var f1 = 0, f2 = 0; 

 var renderer, scene, camera, stats, axes;
 var control, controls, controls1, spotLight;
 var stick1, stick2, leftBlock, rightBlock, topBlock, botBlock, spring1, spring2, spring3;
 var dt = 0.01;
 var g = 9.8;

var m1 = 4; var c1 = 8; var c2 = 6; var c3 = 7; var canvas = document.getElementById('canvas1'); var ctx = canvas.getContext("2d"); ctx.canvas.width = window.innerWidth/2.1; ctx.canvas.height = window.innerHeight/2; canvas = document.getElementById('canvas2'); ctx = canvas.getContext("2d"); ctx.canvas.width = window.innerWidth/2.1; ctx.canvas.height = window.innerHeight/2 var width = ctx.canvas.width; var height = ctx.canvas.height; var x_max = Math.PI/2; var t_max = 5; var x = []; var y = []; var t = []; var i = 1; var q =1; var scale_t = (width-40)/t_max; var scale_x = (height-40)/x_max; x[0]=0; y[0]=0; t[0]=0; function drawAxes() { ctx.beginPath(); ctx.moveTo(20,20); ctx.lineTo(20,height-20); ctx.moveTo(20,height/2); ctx.lineTo(width-20,height/2); ctx.stroke(); }

canvas = document.getElementById('canvas1'); ctx = canvas.getContext("2d"); drawAxes(); canvas = document.getElementById('canvas2'); ctx = canvas.getContext("2d"); drawAxes(); function drawPlot() { canvas = document.getElementById('canvas1'); ctx = canvas.getContext("2d"); if(controls1.t<t_max){ x[i] = f1; t[i] = controls1.t; i++; ctx.clearRect(0, 0, width, height); drawAxes(); ctx.beginPath(); ctx.moveTo(20,height/2); for (var j=0; j<i; j++) { ctx.lineTo(20+scale_t*t[j],height/2-scale_x*x[j]); } ctx.stroke(); } else { for(var j =0;j<i;j++) { x[j]=x[j+1]; t[j]=t[j+1]; } x[i] = f1; t[i] = controls1.t; ctx.clearRect(0, 0, width, height); drawAxes(); ctx.beginPath(); ctx.moveTo(20,height/2); for (var j=0; j<i; j++) { ctx.lineTo(20+scale_t*(t[j]-t[0]),height/2-scale_x*x[j]); } ctx.stroke(); } canvas = document.getElementById('canvas2'); ctx = canvas.getContext("2d"); if(controls1.t<t_max){ y[q] = f2; t[q] = controls1.t; q++; ctx.clearRect(0, 0, width, height); drawAxes(); ctx.beginPath(); ctx.moveTo(20,height/2); for (var j=0; j<q; j++) { ctx.lineTo(20+scale_t*t[j],height/2-scale_x*y[j]); } ctx.stroke(); } else { for(var j =0;j<q;j++) { y[j]=y[j+1]; } y[q] = f2; t[q] = controls1.t; ctx.clearRect(0, 0, width, height); drawAxes(); ctx.beginPath(); ctx.moveTo(20,height/2); for (var j=0; j<q; j++) { ctx.lineTo(20+scale_t*(t[j]-t[0]),height/2-scale_x*y[j]); } ctx.stroke(); } } 

 function init()
 {
   scene = new THREE.Scene();  // создаем сцену
   camera = new THREE.PerspectiveCamera(45,window.innerWidth/window.innerHeight*2,0.1,1000);  // создаем камеру

   renderer = new THREE.WebGLRenderer();
   renderer.setClearColor(0XEEEEEE,1);
   renderer.setSize(window.innerWidth,window.innerHeight/2);
   renderer.shadowMap.enabled=true;

   control = new THREE.OrbitControls(camera,renderer.domElement);

   controls = new function()  // создаем переключатели, позволяющие изменять входные параметры
   {
     this.A1 = 0;

this.A2 = 0; this.beta1 = 0; this.beta2 = 0; this.animate = false; 

     this.reset  = function() {
       controls1.t = 0;

i=1; q=1; x = []; y = []; t = []; x[0]=0; y[0]=0; t[0]=0; ctx.clearRect(0, 0, width, height); drawAxes(); 

       ReDraw();
     }
   }

   controls1=new function()   // вывод полученных в ходе решения задачи значений
   {
     this.t = 0.0;
   }

   var gui = new dat.GUI();  // позволяем менять каждый из параметров в определенном диапазоне, в случае изменения вызываем функцию, перестраивающую выводимую на экран картинку

gui.add(controls,'A1', 0,Math.PI/48).onChange(controls.reset); gui.add(controls,'A2', 0,Math.PI/48).onChange(controls.reset); gui.add(controls,'beta1', -Math.PI/2,Math.PI/2).onChange(controls.reset); gui.add(controls,'beta2', -Math.PI/2,Math.PI/2).onChange(controls.reset); gui.add(controls,'animate'); 

   gui.add(controls, 'reset');
   gui.add(controls1, 't').listen();

   ambientLight=new THREE.AmbientLight(0x000000);
   scene.add(ambientLight);
   document.getElementById("WebGL").appendChild(renderer.domElement);
   // Camera
   camera.position.x = 0;
   camera.position.y = 0;
   camera.position.z = 40;
   camera.lookAt(scene.position);
   // Ligth
   spotLight = new THREE.SpotLight( 0xffffff );
   spotLight.position.set( -40, 80, 50 );
   spotLight.castShadow = true;
   scene.add(spotLight );


//неподвижные объекты var geometry = new THREE.BoxGeometry( 1, 21, 6 ); var material = new THREE.MeshLambertMaterial( {color: 0xE6FF79} ); var leftBlock = new THREE.Mesh( geometry, material ); leftBlock.position.x = -20; scene.add(leftBlock); var rightBlock = new THREE.Mesh( geometry, material ); rightBlock.position.x = 20; scene.add( rightBlock ); var geometry = new THREE.BoxGeometry( 41, 1, 6 ); var botBlock = new THREE.Mesh( geometry, material ); botBlock.position.y = 10; scene.add( botBlock ); var topBlock = new THREE.Mesh( geometry, material ); topBlock.position.y = -10; scene.add( topBlock ); 

   stats = initStats();
   Draw();
   renderScene();

   window.addEventListener('resize',onResize,false);
 };

 function ReDraw()  // функция, перерисовывающая всю картинку
 {

scene.remove(stick1); scene.remove(stick2); scene.remove(spring1); scene.remove(spring2); scene.remove(spring3); 

   Draw();

drawPlot(); 

 }

 function Draw() // рисуем картинку
 {

//Рычаги var geometry = new THREE.BoxGeometry(1,12,1); var material = new THREE.MeshLambertMaterial( {color: 0xFF6F60} ); stick1 = new THREE.Mesh( geometry, material ); stick1.position.x = 10+Math.sin(f2)*12/2; stick1.position.y = 10-Math.cos(f2)*12/2; stick1.rotation.z = f2; scene.add(stick1); stick2 = new THREE.Mesh( geometry, material ); stick2.position.x = -10-Math.sin(f1)*12/2; stick2.position.y = -10+Math.cos(f1)*12/2; stick2.rotation.z = f1; scene.add(stick2); //пружины var material = new THREE.MeshLambertMaterial( { color: 0x394E5D } ); function CustomSinCurve( scale ) { THREE.Curve.call( this ); this.scale = ( scale === undefined ) ? 1 : scale; } CustomSinCurve.prototype = Object.create( THREE.Curve.prototype ); CustomSinCurve.prototype.constructor = CustomSinCurve; CustomSinCurve.prototype.getPoint = function ( t ) { var tx = -20+(stick2.position.x-Math.sin(f1)*4+20)*t; var ty = (stick2.position.y+Math.cos(f1)*4)*t+Math.sin(c1*15*t)/2; var tz = 0; return new THREE.Vector3( tx, ty, tz ).multiplyScalar( this.scale ); }; var path = new CustomSinCurve( 1 ); var geometry = new THREE.TubeGeometry( path, 256, 0.05, 8, false ); spring1 = new THREE.Mesh( geometry, material ); scene.add( spring1 ); function CustomSinCurve( scale ) { THREE.Curve.call( this ); this.scale = ( scale === undefined ) ? 1 : scale; } CustomSinCurve.prototype = Object.create( THREE.Curve.prototype ); CustomSinCurve.prototype.constructor = CustomSinCurve; CustomSinCurve.prototype.getPoint = function ( t ) { var tx = 20+(stick1.position.x+Math.sin(f2)*4-20)*t; var ty = (stick1.position.y-Math.cos(f2)*4)*t+Math.sin(c2*15*t)/2; var tz = 0; return new THREE.Vector3( tx, ty, tz ).multiplyScalar( this.scale ); }; var path = new CustomSinCurve( 1 ); var geometry = new THREE.TubeGeometry( path, 256, 0.05, 8, false ); spring2 = new THREE.Mesh( geometry, material ); scene.add( spring2 ); function CustomSinCurve( scale ) { THREE.Curve.call( this ); this.scale = ( scale === undefined ) ? 1 : scale; } CustomSinCurve.prototype = Object.create( THREE.Curve.prototype ); CustomSinCurve.prototype.constructor = CustomSinCurve; CustomSinCurve.prototype.getPoint = function ( t ) { var tx = stick1.position.x+Math.sin(f2)*4+(stick2.position.x-Math.sin(f1)*4-stick1.position.x-Math.sin(f2)*4)*t; var ty = stick1.position.y-Math.cos(f2)*4+(stick2.position.y+Math.cos(f1)*4-stick1.position.y+Math.cos(f2)*4)*t+Math.sin(c3*15*t)/2; var tz = 0; return new THREE.Vector3( tx, ty, tz ).multiplyScalar( this.scale ); }; var path = new CustomSinCurve( 1 ); var geometry = new THREE.TubeGeometry( path, 256, 0.05, 8, false ); spring3 = new THREE.Mesh( geometry, material ); scene.add( spring3 ); 

   renderer.render(scene,camera);
 }

 function renderScene() // редерим сцену
 {
   if (controls.animate)
   {
     controls1.t+=dt;

f1 = controls.A1*Math.sin(15.7*controls1.t+controls.beta1)+controls.A2*Math.sin(40.9*controls1.t+controls.beta2); f2 = 1.05*controls.A1*Math.sin(15.7*controls1.t+controls.beta1)-4.22*controls.A2*Math.sin(40.9*controls1.t+controls.beta2); 

     ReDraw();
   }

   stats.update();
   requestAnimationFrame(renderScene);
   renderer.render(scene,camera);
 };

 function initStats()
 {
   var stats=new Stats();
   stats.setMode(0);
   stats.domElement.style.position='0px';
   stats.domElement.style.left='0px';
   stats.domElement.style.top='0px';
   document.getElementById("Stats-output").appendChild(stats.domElement);
   return stats;
 };

 function onResize()
 {
   camera.aspect=window.innerWidth/window.innerHeight*2;
   camera.updateProjectionMatrix();
   renderer.setSize(window.innerWidth,window.innerHeight/2);

canvas = document.getElementById('canvas1'); ctx = canvas.getContext("2d"); ctx.canvas.width = window.innerWidth/2.1; ctx.canvas.height = window.innerHeight/2; canvas = document.getElementById('canvas2'); ctx = canvas.getContext("2d"); ctx.canvas.width = window.innerWidth/2.1; ctx.canvas.height = window.innerHeight/2 width = ctx.canvas.width; height = ctx.canvas.height; scale_t = (width-40)/t_max; scale_x = (height-40)/x_max; ctx.clearRect(0,0,width,height); drawAxes(); 

 }

 window.onload = init;

</script> </body> </head>


Используемые библиотеки

  • three.js
  • CurveExtras1.js
  • stats.min.js
  • dat.gui.js
  • OrbitControls.js

Скачать работу

Источник — «http://tm.spbstu.ru/?title=Задача_Д.24,вариант_5_из_Задачника_Яблонского&oldid=50829»