6.2.3 Потенциальные обобщенные силы, матрица жесткости и демпфирование
Полная потенциальная энергия тела равна:
, где
– потенциальная энергия упругой деформации;
– потенциальная энергия гравитации. Для КЭ модели упругого тела, энергию деформации можно рассчитать по формуле:




где
– матрица жесткости КЭ модели. Так как матрица жесткости постоянна в ПСК, то
, где
– обобщенная матрица жесткости,
– редуцированная матрица жесткости. Значит обобщенная сила упругости равна:





Пусть
– вектор ускорения свободного падения, тогда
, а обобщенная сила гравитации равна



где
– обобщенный вектор ускорения свободного падения.

Математическая модель демпфирования строится классическими методами на основе диссипативной функции Рэлея:
, где
– обобщенная матрица демпфирования, которую можно записать в виде
. Редуцированная матрица демпфирования
получается либо методом Рэлея:
, где
и
– некоторые константы, либо на основе представления свободных колебаний тела набором независимых уравнений движения с одной степенью свободы, тогда:
, где
,
– критический коэффициент затухания формы,
– ее собственная частота колебаний. Обобщенная сила демпфирования равна:











