مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل ارتعاشی تیر تیموشنکوی چند تکه دارای قیود انعطاف پذیر میانی تحت عبور سیستم دو درجه آزادی از روی آن

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان
2 عضو هیأت علمی دانشگاه اصفهان
چکیده
روشی تحلیلی برای تعیین اثر شکستگی روی رفتار ارتعاشی تیرهای تیموشنکوی چند تکه دارای قیود انعطاف‌پذیر میانی تحت عبور سیستم دو درجه آزادی بسط داده شده است. در تیرهای چند تکه دارای قیود انعطاف‌پذیر میانی علاوه بر ناپیوستگی‌ها در محل قیود انعطاف‌پذیر ناپیوستگی‌هایی هم در محل زاویه شکستگی وجود دارد. با بررسی شرایط سازگاری در محل هر شکستگی‌ و ترک‌، روابط بین ضرایب شکل مود هر دو تکه به‌دست می‌آید. در ادامه با استفاده از روش تحلیلی ماتریس انتقال، حل‌های ویژه سیستم چند تکه به طور صریح قابل محاسبه است. پاسخ اجباری را می‌توان با استفاده از توابع ویژه تئوری بسط مودال به‌دست آورد. برای تعیین پاسخ اجباری از تعامد مودها استفاده می‌شود. از این‌رو با بررسی روابط، رابطه‌ای جدید در حالت وجود شکستگی برای تعامد مودها اثبات می‌شود. مشاهده می‌گردد که با افزایش زاویه شکستگی بر مقدار فرکانس‌های طبیعی افزوده می‌شود و بیشینه جابجایی تیر کاهش می‌یابد. همچنین وجود ترک باعث کاهش فرکانس‌های طبیعی و افزایش جابجایی بیشینه در تیر می‌شود. اعتبار تکنیک بیان شده با مقایسه نتایج با دیگر مقالات و نتایج بدست آمده از حل‌های عددی فراهم گردیده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Vibration analysis of a multi-span Timoshenko beam with flexible constraints subjected to a two degrees-of-freedom moving system

نویسندگان English

Amirmasoud Bakhshi 1
Alireza Ariaei 2
1 MSc Student, University of Esfahan
2 Faculty of Engineering, University of Isfahan
چکیده English

An analytical method is developed to determine the effects of the frame angle on the behavior of multi span Timoshenko beams with flexible constraints subjected to a two degrees-of-freedom moving system. In a multi-span beam, there are discontinuities in each frame angle in addition to discontinuities in flexible constraints. The correlation among every segment can be obtained considering the compatibility equations in frame angles and cracks. Eigensolutions of the serial-frame system can be calculated explicitly, using the analytical transfer matrix method. The forced responses can be determined by the modal expansion theory using the eigenfunctions. The orthogonality of the mode shapes is applied to calculate the forced response. A new formulation is introduced and confirmed for the orthogonality of the mode shapes for the case of a beam with the frame angle. It is observed that the natural frequencies will be increased by increasing the frame angles, while the maximum deflection of the beam will be decreased. The crack modeling leads to lower natural frequencies and higher maximum deflection for the beam in compared with the no crack model. The validity of the developed technique is probed by comparing the results with the analytical results reported in other articles and those from numerical solutions.

کلیدواژه‌ها English

Serial-frame structures
Crack
Timoshenko Beam Theory
Transfer Matrix Method
Moving system