مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل ارتعاشی تیر تیموشنکوی ترک‌دار با سطح مقطع متغیر و استفاده از الگوریتم ژنتیک برای تشخیص ترک در این تیرها

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه اصفهان
2 عضو هیأت علمی دانشگاه اصفهان
چکیده
در این مقاله مشخصه های ارتعاشی یک تیر تیموشنکوی ترک دار با سطح مقطع متغیر با استفاده از روش انتقال دیفرانسیل مطالعه می شود. اثر موقعیت و اندازه ترک در محاسبه فرکانس های طبیعی و شکل مودها مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج حاصل جهت اعتبارسنجی برای تیر بدون ترک و ترک‌دار با مقادیر تجربی به‌دست آمده از آزمایش مودال، نرم افزار آباکوس و روش‌های دیگر مورد استفاده در سایر مقالات مقایسه می‌شود که تطابق خوبی بین آنها مشاهده می‌گردد. نشان داده می شود به دلیل سختی کمتر تیر تیموشنکو، این تئوری مقادیر کمتری را برای فرکانس های طبیعی به‌خصوص برای تیرهای با ممان اینرسی سطح مقطع زیاد پیش‌بینی می کند. در ادامه مسأله معکوس مورد بررسی قرار می‌گیرد؛ بدین منظور با به‌کارگیری الگوریتم ژنتیک و با استفاده از فرکانس‌های طبیعی تیر ترک‌دار که از آزمایش مودال حاصل شده‌اند موقعیت و عمق ترک در تیر با سطح مقطع متغیر تعیین می‌شود. مشاهده می‌گردد که نتایج عددی به‌دست آمده تطابق قابل قبولی با موقعیت و عمق واقعی ترک دارد که نشان‌دهنده کارآیی این روش در تعیین پارامترهای ترک در تیر تیموشنکو است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Vibration analysis of a variable cross-section cracked Timoshenko beam and their crack detection using genetic algorithm

نویسندگان English

Saeid Talebi 1
Alireza Ariaei 2
1 MSc Student, University of Isfahan
2 Faculty of Engineering, University of Isfahan
چکیده English

This paper studies the vibration characteristics of a cracked Timoshenko beam with a varying transverse cross-section using Differential Transform Method (DTM). The effects of the crack location and the crack size in calculating the natural frequencies and mode shapes are investigated. The result have been validated for a beam with and without the crack against those obtained from experimental modal test, Abaqus software and some other methods reported in the literature and a good agreement between the results is observed. The results show that the Timoshenko theory predicts fewer values for the natural frequencies because there is less rigidity, especially for large values of cross-section moment of inertia. Then, the inverse problem is investigated. For this reason, the position and depth of the crack of the beam with a varying transverse cross-section are estimated using the genetic algorithm and then, the natural frequencies are obtained from the modal test. It is seen that the numerical results have a suitable agreement with the actual position and depth of the crack that indicates the effectiveness of this method in determining the parameters of the crack in the Timoshenko beam.

کلیدواژه‌ها English

Cracked Timoshenko Beam
Differential transform method
genetic algorithms
Modal Analysis
natural frequency