مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل ارتعاشات تیر خمیده لایه‌ای عمیق تحت بار متحرک با در نظر گرفتن اثرات اینرسی دورانی و نیروی برشی

نویسندگان
تربیت مدرس
چکیده
بررسی رفتار ارتعاشاتی سازه‌های خمیده کامپوزیتی تحت حرکت وسایل نقلیه به ندرت در میان تحقیقات گذشته وجود دارد. در این مقاله به تحلیل پاسخ دینامیکی یک تیر خمیده لایه‌ای عمیق با تکیه‌گاه‌های ساده تحت بار متحرک شعاعی بر مبنای تئوری تیر تیموشنکو پرداخته شده است. به این منظور معادلات حرکت حاکمبا فرض ثابت بودن انحنای تیر، تحت بار متحرک متمرکز با دامنه و سرعت ثابت به روش همیلتون استخراج شده‌اند. برای حل معادلات سیستم، از روش‌های تحلیلی و عددی استفاده شده و پاسخ دینامیکی تیر در جهت‌های محوری، شعاعی و پیچشی به‌دست آمده‌اند. سرعت بار متحرک، شعاع و زاویه تیر خمیده در مدت زمان حضور بار متحرک بر روی تیر موثر می‌باشند. اثرات مشخصات بار متحرک، هندسی و ماده بر روی پاسخ دینامیکی، فرکانس پایه‌ای تیر و سرعت بحرانی بار متحرک بررسی شده است.نتایج نشان می‌دهند که در میان انواع مختلف لایه‌چینی‌های مورد بررسی، کمترین و بیشترین خیز تیر، برای تیر چهار لایه به ترتیب مربوط به حالت لایه‌چینی[90/0/90/0]و [45/-45/-45/45] است. علاوه بر این مشاهده می‌شود که با افزایش سرعت بار متحرک تا قبل از سرعت بحرانی، جابجایی دینامیکی تیر کاهش می‌یابد. در ضمن نشان داده می‌شود که افزایش شعاع تیر خمیده منجر به کاهش فرکانس و افزایش سرعت بحرانی بار متحرک می‌شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Vibration Analysis of a Laminated Deep Curved Beams Subjected to a Moving Load by Considering the Rotary Inertia and Shear Force

نویسندگان English

Hoda Sarparast
Siamak Esmaeilzade Khadem
چکیده English

The vibration analysis of curved composite structures under the moving vehicles, is rarely investigated in litreture. Therefore, this paper is studied the dynamic response of a simply supported laminated deep curved beam under a moving load based on Timoshenko beam theory.It is assumed that the curvature of the beam and the amplitude and the speed of the moving load areconstant.The governing equations of motion for the system is extracted by Hamilton principles. A numerical and analytical methods are applied to obtain the dynamic response of the system.Also, the critical speed of the moving load and the fundamental frequency of the beam are obtained. The effects of the moving load characteristics, geometrical and material parameters such as the moving load speed, the radius of curvature and the modulus of elasticity in principal direction on the dynamic responses, fundamental frequency and critical speed of the system are investigated. The results show that the minimum and maximum deflection of the beam are occurred for lay-up [90/0/90/0] and [45/-45/-45/45]respectively. Furethermore, the increasing of the speed movingload leads to the decreasing thedynamic deflection. It is also shown that the increasing of the radius of the curved beams leads to the decreasingof the frequency and critical speed moving load.

کلیدواژه‌ها English

Dynamic Analysis
Moving Load
Laminated composite
Curved Timoshenko Beam
Critical Speed