مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

به‌روزرسانی غیر خطی اتصال فلز-کامپوزیت پیچی تک لبه با استفاده از تقریب مرتبه بالای دامنه پاسخ

نویسندگان
1 مهندسی هوافضا، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه امام حسین (ع)، تهران، ایران
2 مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوافضا، تهران
3 استاد گروه هوافضا /دانشگاه امام حسین (ع)
چکیده
استفاده از اتصالات هیبریدی (فلز-کامپوزیت) در صنایع هوایی به دلیل وزن کم و استحکام بالا روند رو به رشدی دارد. بررسی رفتار دینامیکی این اتصال، به علت محدودیت در افزایش پیش بار پیچ در زیرسازه کامپوزیتی به دلیل تخریب آن، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. عوامل تاثیر گذار بر رفتار غیرخطی اتصال شامل کم بودن پیش بار پیچ و بالا بدون دامنه نیروی تحریک اعمالی به سازه می باشند. مدل لایه میانی به منظور توصیف بهتر رفتار اتصال در سازه ها در سال‌های اخیر مورد استفاده قرار گرفته شده است. در این تحقیق با استفاده از تئوری لایه میانی دو بعدی، تاثیرات رفتار اتصال بر سازه کلی در دو بخش افزایش میرایی و کاهش سفتی که منجر به ایجاد پدیده غیرخطی می شود بررسی شده است. ویژگی سفتی اتصال را به وسیله سفتی نرمال و میرایی اتصال را با استفاده از میرایی سازه ی در راستای برشی، مدل‌سازی شده است. نمودارهای پاسخ فرکانسی غیرخطی در دو پیش بار و برای دو نیروی تحریک مختلف استخراج شده است و به وسیله تقریب چندجمله ای مرتبه بالا بر حسب دامنه پاسخ مدل اجزا محدود غیر خطی برای سفتی و میرایی اتصال پیشنهاد شده است. تاثیر افزایش دامنه نیروی تحریک و کاهش پیش بار پیچ بر افزایش غیر خطی با این مدل‌ اجزا محدود استخراج شده است. نتایج نشان می دهد که مدل اجزا محدود غیرخطی ارائه شده، با نتایج بدست آمده از تست ارتعاشی غیر خطی با دقت بالایی مطابقت دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Nonlinear Model Updating of Composite-Metal Single Lab Bolted Joint Using High Order Response Amplitude Approximation

نویسندگان English

Majid pour ghasem 1
Ahmad Naji Ghazvini 2
Hosein Gholparvar 3
1 Aerospace Engineering, Faculty of Engineering, Imam Hossein University, Tehran, Iran
2 Aerospace Engineering, Malek Ashtar University of Technology, Aerospace University, Tehran
چکیده English

Hybrid joints (Metal–Composite) is being used more and more in aerospace industry due to their low weight and high strength. Dynamic study of this joint, owing to limitation of increase in screw’s preload in composite substructure, has certain importance. Effective factors on nonlinear behavior of the joint are low preload of the screw and high excitation force amplitude on the structure. Layer Element Model has been used to better the description of joint’s behavior in recent years. In this study effects of nonlinear behavior of joint on the structure has been investigated using 2D layer element theory in two divisions: increase of damping and decrease of stiffness which result in nonlinearity. Stiffness characteristics of the joint was modeled with normal stiffness and damping characteristics of the joint with structural damping in shear direction. Nonlinear frequency response function for two preload and two excitation force was extracted and nonlinear finite element model for stiffness and damping of the joint is suggested by High-order polynomial approximation in terms of response amplitude. Effects of increase of excitation force amplitude and decrease of screw’s preload on increase of nonlinearity was extracted by this finite element model. Results indicate that presented nonlinear finite element model corresponds closely to nonlinear vibration tests.

کلیدواژه‌ها English

nonlinear
Hybrid Joint
Thin Layer Element
Nonlinear Frequency Response