مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل ارتعاشات یک تیر همراه با چاه غیرخطی انرژی تحت تحریک هارمونیک خارجی

نویسندگان
تربیت مدرس
چکیده
در کار حاضر به تحلیل ارتعاشات یک تیر دوسرگیردار متصل به چاه غیرخطی انرژی (با فنر و دمپر غیرخطی) که تحت تحریک هارمونیک قرار دارد، پرداخته‌شده است. برای مدل کردن تیر از تئوری تیر اویلر-برنولی استفاده گردید و چاه غیرخطی انرژی نیز در مقاطع مختلف تیر وصل گردید وتأثیر پارامترهای مختلف بر روی رفتار دینامیک سیستم مورد تحلیل و بررسی قرار گیرند. همچنین شرایط لازم برای رخداد انشعابات هاپ و زین اسبی بررسی مطالعه شده است. ازآنجاکه در بررسی سیستم‌های ارتعاشاتی، به دست آوردن پاسخ فرکانسی به دلیل آن‌که بهترین محدوده کاهش ارتعاشات را نشان می‌دهد بسیار اهمیت دارد، روش متوسط گیری مختلط شونده برای حل سریع مسئله و یافتن پاسخ فرکانسی به کار گرفته‌شده است. از سوی دیگر برای صحه سنجی و مقایسه نتایج، از روش عددی (رانگ کوتای مرتبه چهارم) نیز استفاده‌شده است. نتایج نشان می‌دهند که با نزدیک شدن محل نصب جاذب به تکیه‌گاه‌ها، احتمال رخداد انشعاب هاپ و زین اسبی به ترتیب، کاهش و افزایش می‌یابد و ناحیه منفصل فرکانسی در محدوده کوچک‌تری از دامنه تحریک خارجی تشکیل خواهد شد و پاسخ گذرای سیستم مدت زمان طولانی‌تری خواهد داشت. همچنین با افزایش دامنه نیروی تحریک خارجی، دامنه ماندگار سیستم به‌آرامیافزایش می‌یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Vibration analysis of a beam under external periodic excitation using a nonlinear energy sink

نویسندگان English

Ali Ebrahimi Mamaghani
Siamak Esameilzadeh Khadem
چکیده English

This paper investigates vibration analysis of a clamped-clamped beam attached to a nonlinear energy sink (with nonlinear stiffness and damping) under an external harmonic force. The bream is modeled using the Euler-Bernouli beam theory. Different locations for nonlinear energy sink are chosen and the effects of various parameters on behavior of the system are considered. Required conditions for occurring the Saddle-node bifurcations and the Hopf bifurcations in the system are studied. In vibration analysis, the frequency response diagram of the system is very important because it shows the best regions for attenuation of vibration and is a good criterion for designing nonlinear energy sinks; hence Complexification-Averaging method is used to find simply the amplitude of oscillation in terms of excitation load. For validation and comparison, numerical simulation (Runge-Kuta method) is used. The results demonstrate that by approaching the position of nonlinear energy sink to the beam supports, probability of occurrence of the Hopf and the saddle-node bifurcations decreases and increases, respectively, detached response curve will be formed in smaller range of external amplitude force. Moreover, by increasing external amplitude force, the steady state amplitude of the system increases smoothly.

کلیدواژه‌ها English

Euler-Bernouli Beam
Nonlinear Energy Sink
Hopf Bifurcation
Saddle-node Bifurcations Detached Resonance curve