مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی ارتعاشات آزاد و کمانش تیر با خیز نسبتاً زیاد به کمک تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اوّل

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی شاهرود
2 عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده مکانیک
چکیده
در این مقاله معادلات حاکم بر ارتعاش تیر با خیز نسبتاً زیاد به کمک تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول استخراج شده است. این معادلات یک دستگاه معادله دیفرانسیل جزئی غیر ‌خطی با ضرایب ثابت است که به یکدیگر کوپل هستند. پس از بی بعد سازی معادلات، از تئوری اغتشاشات برای تعیین فرکانس های طبیعی تیر و بار کمانش آن استفاده شده است. با انجام مطالعه پارامتری، اثر خواص مکانیکی و هندسی و همچنین تأثیر کرنش نرمال عرضی و بار محوری بر فرکانس طبیعی بررسی شده است. برخی از نتایج به دست آمده بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول، هماهنگ با تئوری متداول تیرها بوده و برخی دیگر نیز نتایج متفاوتی را پیش بینی می کنند. فرمول بندی ارائه شده علاوه بر تعیین فرکانس های حرکت عرضی، می تواند فرکانس های حرکت محوری را نیز تعیین کند. فرکانس های طبیعی و بار کمانش با روش اجزای محدود و با به کارگیری المان های یک بعدی و سه بعدی تعیین و با نتایج تحلیلی مقایسه گردیده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A survey on free vibration and buckling of a beam with moderately large deflection using first order shear deformation theory

نویسندگان English

fatemeh sohani 1
Hamidreza eipakchi 2
1 shahrood university
2 shahrood university
چکیده English

In this paper, the governing equations for a vibratory beam with moderately large deflection are derived using the first order shear deformation theory. These equations which are a system of nonlinear partial differential equations with constant coefficients are solved analytically with the perturbation technique and the natural frequencies and the buckling load of the system are determined. A parametric study is performed and the effects of the geometrical and material properties on the natural frequency and buckling load are investigated and the effect of normal transverse strain and axial load on natural frequency are examined. Some results based on the first order shear deformation theory are consistent with classic theories of beams and some yield different results. Formulation presented to calculate the transverse frequency, determines the axial frequency too. Also, the natural frequencies and buckling load are calculated with the finite elements method by applying one and three-dimensional elements and the results are compared with the analytical solution.

کلیدواژه‌ها English

first order shear deformation theory
Frequency Analysis
Buckling load
perturbation technique
Moderately large deflection