مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی پدیده های لغو، تشدید و حداکثر دامنه ارتعاشات گذرا در تیرهای خمیده لایه ای تیموشنکو تحت بارهای متحرک

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران -
2 استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
3 دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، تهران
چکیده
در این مقاله رفتار ارتعاشی تیر خمیده لایه ای عمیق تیموشنکو تحت بار متحرک تکی و چندتایی با شرایط مرزی تکیه گاه ساده در حضور پدیده های لغو، تشدید و حداکثر دامنه ارتعاشات آزاد مطالعه شده است. با ثابت درنظر گرفتن دامنه و سرعت بارهای متحرک، معادلات حرکت حاکم بر سیستم با استفاده از روش های تحلیلی و عددی حل شده اند. فرکانس پایه ای تیر، سرعت بحرانی بار متحرک و پاسخ دینامیکی تیر خمیده لایه ای به دست آمده اند. همچنین تاثیر پارامترهایی نظیر سرعت های مختلف لغو، حداکثر، فاصله بارهای متحرک از یکدیگر، ترتیب لایه چینی و تعداد لایه ها در ضخامت ثابت تیر بر پاسخ زمانی سیستم ارائه شده است. نتایج، نشان دادند جابجایی دینامیکی تیر خمیده لایه ای برای لایه چینی عمود برهم حتی در شرایطی که پدیده لغو، تشدید و حداکثر دامنه ارتعاشات آزاد رخداده اند کمتر از لایه چینی غیر عمود می باشد. همچنین مشاهده شد که نوع لایه چینی و تعداد لایه ها در سرعت های لغو و حداکثر تیر تحت بار متحرک تکی اثری ندارند ولی سرعتهای لغو و تشدید را در تیرهای تحت بارهای متحرک چندتایی تغییر میدهند. در ضمن نشان داده شد که سرعت های لغو و تشدید در لایهچینی های عمود بر هم متقارن و نامتقارن یکسان هستند و بیشتر از انواع دیگر لایهچینی میباشند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Investigation of the cancellation, resonance and maximum amplitude of free vibration phenomena in laminated curved Timoshenko beams under moving loads

نویسندگان English

H. Sarparast 1
S. Esmaeilzade Khadem 2
A. Ebrahimi Mamaghani 3
1 Department of Mechanical Engineering, Tarbiat ModaresUniversity, Tehran, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Tarbiat ModaresUniversity, Tehran, Iran
3 South Tehran Branch Islamic Azad University, Tehran, Iran

کلیدواژه‌ها English

Single and Multiple Moving Loads
Laminated Curved Beam
Critical Speed
Resonance and Cancellation Phenomena
Layup Configuration
[1] d..1-114) -6 H. Xia, N. Zhang, W. Guo. Analysis of resonance mechanism and conditions of train-bridge system, Journal of Sound and Vibration, Vol. 297, No. 3, pp. 810-822, 2006.
[2] R. Hosseini, M. Hamedi, A. Ebrahimi Matuagliani. H. C'. Kim, J. Kim. J. Dayou, Parameter identification of partially covered piezoelectric cantilever power scavenger based on the coupled distributed parameter solution, International Journal of Smart and Nano Materials, Vol. 8, No. 2-3. pp. 110-124, 2017.
[3] H. Sarparast, S. E. Kliadem, Vibration analysis of a laminated deep curved beams subjected to a moving load by considering the rotary inertia and shear force, Modares Mechanical Engineering, Vol. 17. No. 7. pp. 141-151. 2017. (in Persian
[4] 11. Sarparast, M. R. Ashory, M. ilajiazizi, M. Afzali, M. M. Khatibi. Estimation of modal parameters for structurally damped systems using wavelet transform, European Journal of Mechanics A/Solids, Vol. 47. No. 3, pp. 82-91.2014. C .S. Kumar, C. Sujatha. K. Shankar. Vibration of simply supported beams under a single moving load: a detailed study of cancellation phenomenon.
[5] .S. Kumar, C. Sujatha. K. Shankar. Vibration of simply supported beams under a single moving load: a detailed study of cancellation phenomenon. International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 99, No. 11, pp. 4047, 2015 .
[6] H. Xia, H. Li. W. Guo, G. De Roeck ,Vibration resonance and cancellation of simply supported bridges under moving train loads, Journal of Engineering Mechanics, Vol. 140, No. 5, pp. 04014015, 2013 .
[7] Y. Yang, C. Lin, J. Yau, D. Chang, Mechanism of resonance and cancellation for train-induced vibrations on bridges with elastic bearings. Journal ofSound and Vibration, Vol. 269, No. I, pp. 345-360, 2004 .
[8] S.-M. Lin, K.-W. Lee, Instability and vibration of a vehicle moving on curved beams with different boundary conditions, Mechanics of Advanced Materials and Structures, Vol. 23, No. 4, pp. 375-384, 2016.
[9] C. Huang, Y. Tseng, C. Hung, An accurate solution for the responses of circular curved beams subjected to a moving load, International Journal for Numerical Methods in Engineering Vol. 48. No. 12, pp. 1723-1740, 2000.
[10] J. Dai, K. K. Ang, Steady-state response of a curved beam on a viscously damped foundation subjected to a sequence of moving loads, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, Vol. 229, No. 4. pp. 375-394.2015.
[11] Y.-B. Yang, C.-M. Wu, J.-D. Yau, Dynamic response of a horizontally curved beam subjected to vertical and horizontal moving loads, Journal of Sound and Vibration, Vol. 242, No. 3, pp. 519-537, 2001.
[12] T. Ye. G. Jin, X. Ye. X. Wang, A series solution for the vibrations of composite laminated deep curved beams with general boundaries, Composite Structures, Vol. 127, No. 11, pp. 450-465, 2015.
[13] V. Kahya. Dynamic analysis of laminated composite beams under moving loads using finite element method, Nuclear engineering and design, Vol. 243, No. 3, pp. 41-48, 2012 .
[14] P. Malelczadeh, A. Fiouz, H. Razi, Three-dimensional dynamic analysis of laminated composite plates subjected to moving load, Composite Structures, Vol. 90, No. 2, pp. 105-114, 2009.
[15] M. H. Kargarnovin, M. T. Ahmadian, R.-A. Jafari-Talookolaei, Analytical solution for the dynamic analysis of a deltuninated composite beam traversed by a moving constant force, Journal of Vibration and Control, Vol. 19, No. 10, pp. 1524-1537, 2013.
[16] M. Kadivar, S. Mohebpour, Finite element dynamic analysis of unsymmetric composite laminated beams with shear effect and rotary inertia under the action of moving loads. Finite Elements in Analysis and Design, Vol. 29. No. 3, pp. 259-273, 1998.
[17] Z. Kiral, B. G. Kiral, Dynamic analysis of a symmetric laminated composite beam subjected to a moving load with constant velocity, Journal of Reinforced Plastics and Composites, Vol. 27, No. 1, pp. 19-32, 2008.
[18] E. Carrera, G. Giunta, M. Petrolo, Beam structures: classical and advanced theories: John Wiley & Sons, 2011 .
[19] F. Gruttmann, W. Wagner, Shear correction factors in Timoshenko's beam theory for arbitrary shaped cross-sections, Computational Mechanics, Vol. 27, No. 3, pp. 199-207, 2001.
[20] A.E. Marnaghani, S. Khadem, S. Bab, Vibration control of a pipe conveying fluid under external periodic excitation using a nonlinear energy sink, Nonlinear Dynamics, Vol. 86, No, 10, pp. 1761-1795, 2016.
[21] A.E. Mamaghani, S.E. Khadeni, S. Bab, S.M. Pourkiaee, Irreversible passive energy transfer of an immersed beam subjected to a sinusoidal flow via local nonlinear attachment, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 138, No. 15, pp. 427-447, 2018.
[22] P. Museros, E. Moliner, M. D. Martinez-Rodrigo, Free vibrations of simply-supported beam bridges under moving loads: Maximum resonance, cancellation and resonant vertical acceleration, Journal of Sound and Vibration, Vol. 332, No. 2, pp. 326-345, 2013.
[23] B. Goren Kiral, Z. Kiral, B. Okutan Baba, Dynamic behavior of laminated composite beams subjected to a moving load, Journal of Applied Sciences, Vol. 4, No. 11, pp. 271-276, 2004.