Faz Açısı

Faz açısı, harmonik bir kuvvetin etkisi altında zorlanmış titreşim yapan bir sistemin yer değiştirmeDeplasmanBir yapı noktasının, yük etkisi altında ilk konumuna göre yaptığı yer değiştirme; yapısal analizin temel çıktılarından biri. tepkisinin, uygulanan kuvvetin zaman fonksiyonuna göre ne kadar geriden (gecikmeli) geldiğini ifade eden açısal büyüklüktür. Sönümlü bir sistemde tepki, uygulanan kuvvetle aynı anda en büyük değerine ulaşmaz; aradaki bu zaman kayması, faz açısı olarak radyan veya derece cinsinden ifade edilir.

Faz açısının büyüklüğü, yükleme frekansının sistemin doğal frekansına oranına ve sönüm oranına bağlıdır:

$$\varphi = \arctan\left(\frac{2\xi r}{1-r^2}\right)$$

Burada $\varphi$ faz açısını, $\xi$ sönümlemeSönümlemeBir yapının titreşim enerjisini zamanla dağıtarak sönümleyen, salınım genliğini azaltan içsel veya eklenmiş direnç mekanizması. oranını ve $r=\omega/\omega_n$ yükleme frekansının ($\omega$) doğal frekansa ($\omega_n$) oranını ifade eder. Yükleme frekansı doğal frekansa çok yakın olduğunda (rezonansa yaklaşıldığında) faz açısı 90 dereceye yaklaşır. Deprem mühendisliğinde faz açısı kavramı, özellikle zaman tanım alanında analizZaman Tanım Alanında AnalizYapının hareket denklemini gerçek veya yapay bir deprem ivme kaydına karşı her zaman adımında çözerek tepkisinin tam olarak hesaplandığı dinamik analiz yöntemi. yöntemlerinde ve karmaşık (kompleks) transfer fonksiyonu hesaplarında, sistemin dinamik tepkisinin yükleme ile olan zamansal ilişkisini tam olarak tanımlamak için kullanılır.