مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تخمین دقیق فرکانس های طبیعی به کمک روش حذف اثر جرم در آزمایش مودال محیطی

نویسندگان
دانشگاه سمنان
چکیده
آزمایش مودال کلاسیک ابزار قدرتمندی برای تحلیل دینامیکی سازه ها می باشد ولی در برخی از سازه ها بدلیل عدم امکان تحریک یا اندازه گیری نیروهای وارد به آن ها انجام این آزمایش دشوار یا غیر ممکن می باشد. بنابراین برای شناسایی رفتار دینامیکی این نوع سازه ها باید از روش های آنالیز مودال محیطی استفاده کرد. در عمل مدل‌هایی که بوسیله‌ی آزمایش مودال محیطی ایجاد می‌شوند، با مشکلات زیادی مواجه هستند. یکی از این مشکلات، خطاهایی است که بدلیل استفاده از وسایلی مانند شتاب سنج‌ها ایجاد می شود و موجب کاهش دقت نتایج حاصل می گردد. معمولا نصب شتاب سنج ها بر روی سازه، موجب کاهش فرکانس های طبیعی می‌شود و در نتیجه فرکانس های طبیعی حاصل از آزمایش با مقادیر دقیق اختلاف خواهند داشت. در این مقاله، یک روش جدید برای حذف اثر جرم شتاب سنج‌ها از فرکانس های طبیعی حاصل از آزمایش مودال محیطی ارائه شده است. به منظور بررسی عددی روش پیشنهادی، از مدل یک سیستم جرم- فنر- دمپر استفاده شده است. همچنین با انجام آزمایش های مودال کلاسیک و مودال محیطی بر روی یک صفحه فلزی، روش تحت ارزیابی تجربی قرار گرفته است. نتایج حاصل، نشان دهنده کارایی روش پیشنهادی در حذف اثر جرم شتاب سنج ها و تخمین دقیق فرکانس های طبیعی سازه می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Estimation of natural frequencies using mass-cancellation method in operational modal testing

نویسندگان English

Mohammad Mahdi Khatybi
Mohammad Reza Ashory
چکیده English

Conventional modal testing is known as a powerful tool for dynamic analysis of structures. However, for some engineering structures, conventional modal testing is difficult or even impossible to conduct due to the problems associated with the artificial excitation of structure. Operational Modal Analysis (OMA) is one solution to deal with these cases. In OMA the structure is excited by ambient forces and only the responses are measured and taken into account. Accelerometers are the traditional tools for measuring the responses of structure. It is well khonwn that the measured responses are contaminated by bias errors corresponding to the mass-loading effect of accelerometers. This causes the natural frequencies of structure are measured lower than the real values. In this paper a new method is proposed for eliminating the mass-loading effects of accelerometers from measured responses in OMA. A numerical model of a mass-spring-damper system is used for validation of the method. Also a steel plate is used for experimental validation of the proposed approach. The results are confirmed by those of conventional modal testing. Both numerical and experimental results show that the proposed method can effectively eliminate the mass-loading effects of accelerometers from measured responses in OMA. Also, the method has the ability to correct the measured natural frequencies from OMA accurately.

کلیدواژه‌ها English

Natural frequencies
Mass-loading Effect of Accelerometer
Operational modal analysis