مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شناسایی غیرخطی تیر یکسرگیردار با استفاده از میرایی پاسخ ارتعاشات آزاد و حل با روش تبدیل دیفرانسیلی

نویسندگان
1 عضو هیئت علمی - دانشگاه صنعتی مالک اشتر
2 دانشجوی دکتری/دانشگاه صنعتی مالک اشتر
چکیده
خطی بودن پاسخ ارتعاشی یک سیستم مکانیکی فرض ساده کننده‏ای است که برای بسیاری از مسائل واقعی ارتعاشات صادق نبوده و پاسخ سیستم با یک خطای قابل‌توجهی همراه می‌گردد. تعیین یک مدل مناسب ریاضی از مسائل غیرخطی در تحلیل ارتعاشاتی سیستم های مکانیکی بسیار ضروری و کارآمد خواهد بود. زمانیکه دامنه ارتعاشات بزرگ باشد غیرخطی از نوع هندسی به وجود می‏آید. در این مقاله شناسایی غیرخطی یک تیر باریک یکسرگیردار تحت اثر پاسخ ارتعاشات آزاد بررسی گردیده است. به دلیل نبود نیروی تحریک و اطلاعات بسیار کم از پاسخ این سیستم، روشهای شناسایی موجود ناکارآمد می‏باشند. در این پژوهش از یک رویکرد شناسایی جدید مبتنی بر ضریب تصحیح بهینه جملات دارای عدم قطعیت استفاده شده است و شناسایی با استفاده از میرایی ارتعاشات آزاد غیرخطی انجام شده است. همچنین برای حل این مسئله که شامل جملات غیرخطی هندسی و اینرسی است از روش تقریبی تبدیل دیفرانسیلی اصلاح شده با تقریب پد استفاده گردیده و فرکانس تشدید برای این مسئله بدست آمده است. همچنین فرکانس تشدید سیستم غیرخطی از روش تکرار تغییرات توسعه یافته نیز محاسبه شده و با فرکانس بدست آمده از روش تبدیل دیفرانسیل اصلاح شده مقایسه گردیده است. با مقایسه نتایج بدست آمده از روش تقریبی جدید و روش حل عددی رانگ-کوتای مرتبه 4 اعتبار روش حل اثبات گردیده است. در نهایت نتایج بدست آمده در مقایسه با نتایج آزمایش نشان دهنده دقت خوب مدل شناسایی شده برای تیر غیرخطی است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Nonlinear identification of cantilever beam using free vibration response decay and solving with differential transform method

نویسندگان English

Saeed Shokrollahi 1
Mobin Kavyanpoor 2
1 Faculty member- Malek Ashtar University
چکیده English

The linearity is a simplifying assumption in most vibration problems of real mechanical systems which may, is not turn, lead to a considerable error in predicting the system dynamic response. Determining a suitable mathematical model for a nonlinear vibrating system is an important step in order to analyze the structural dynamics behavior efficiently. When the amplitude of vibration is large, the system is said to be geometrically nonlinear. In this paper, the nonlinear identification of a cantilever slender beam undergoing large amplitude free vibration has been investigated. Because of no excitation force in this situation and lack of information about its response, the existing identification methods are not efficient. In present research a new approach based on optimum correction factor of terms having uncertainty is used and identification has been done by using nonlinear free vibration decay. In order to solve the geometrical and inertial nonlinear terms, the method of modified differential transform according to Padé approximation was used and resonant frequency is determined. Also, the resonant frequency of nonlinear system is calculated by generalized variational iteration method and compared with the obtained frequency from the modified differential transform method. Comparison of the current results with those of 4th order Runge-Kutta technique shows good agreement of the two approaches. Finally, Obtained results compared with the experimental results showed good accuracy identifying models for nonlinear beam.

کلیدواژه‌ها English

Nonlinear identification
Nonlinear free vibration decay
Modified differential transform method
Generalized variational iteration method