بررسي تجربي و عددي ارتعاشات غير خطي و پديده موضعي شدن مودها در سازه هاي متقارن

كارشناسي ارشد

در اين پايان¬نامه به بررسي پديده موضعي¬شدن مودها در سازه¬هاي متقارن پرداخته شده¬است. هدف اصلي اين تحقيق، مشاهده پديده فوق، به¬صورت تجربي، در يك سازه متقارن است كه غيرخطي آن از نوع غيرخطي هندسي مي¬باشد. با افزايش ميزان تحريك كه منجر به دامنه ارتعاشي بزرگي مي¬شود، رفتار غيرخطي سازه قابل مشاهده است. اين رفتار غيرخطي منجر به ظهور پديده¬هايي مي¬شود كه همتايي در تئوري خطي ندارند. موضعي شدن مودها يكي از پديده¬هاي مذكور است كه در سازه¬هاي غيرخطي مي¬تواند رخ دهد. موضعي شدن مودها مي¬تواند به¬صورت متمركز شدن انرژي بر قسمت كوچكي از سازه تعريف شود. بدين معنا كه در سيستم¬هاي با دو نوسان¬كننده، يكي از نوسان¬كننده¬ها با دامنه بزرگي ارتعاش مي¬كند در حالي¬كه ديگري تقريبا بدون حركت باقي مي¬ماند. بدين منظور، صفحه مستطيل¬ شكلي كه متشكل از سه حفره است، طراحي شده و براي انجام آزمايش مورد استفاده قرار گرفته است. اين سازه شرايط مناسبي را براي مشاهده دو نوسان¬كننده متصل به هم با ميرايي اتصال ضعيف فراهم مي¬كند. تحليل مودال در مدل اجزا محدود به وسيله¬ي نرم افزار انسيس انجام گرفته است. به¬منظور كاهش مرتبه مدل اجزا محدود و به¬دست آوردن ضرايب غيرخطي موردنياز در معادله حركت سيستم از روشي به¬نام ارزيابي سختي براي كاهش مرتبه سيستم استفاده شده¬است. با درنظر گرفتن چهار مود عرضي و مودهاي صفحه¬اي مختلف، همگرايي ضرايب مورد بررسي قرار گرفته و با توجه¬ به نتايج، مقاديري براي ضرايب غيرخطي معادلات انتخاب گرديده¬است. در قسمت تحليل تئوري سازه¬ي مورد بررسي، براي پيش بيني كردن نقاط منشعب شده و موضعي شدن مودها از روش¬هاي عددي استفاده شده است. براي حل معادلات غيرخطي از روش¬ مقياس¬هاي چندگانه استفاده شده و روند حل آن با جزئيات توضيح داده شده¬است. هم¬چنين، ابزاري به¬نام منلب كه براي ساده كردن تحليل دوشاخگي و مطالعه ديناميك سازه¬هاي غيرخطي ايجاد شده است، مورد استفاده قرار گرفته¬است. منلب بر مبناي روش هارمونيك بالانس ايجاد شده است. در قسمت بعدي، به¬منظور صحت¬سنجي نتايج عددي و مشاهده پديده موضعي¬شدن مودها، آزمايش¬هاي تجربي انجام گرفته است. در اين بخش، تجهيزات استفاده شده در طول آزمايش معرفي گرديده و نتايج به-دست آمده از آزمايش¬ها نشان داده شده¬است. در ادامه، نتايج عددي و تجربي به¬دست آمده با يكديگر مقايسه شده و تطابق خوبي ميان نتايج مشاهده گرديده¬است. با افزايش ميزان تحريك در طول آزمايش براي دستيابي به هدف پروژه كه مشاهده موضعي¬شدن مودها به¬صورت تجربي بود، با مشكلاتي سخت افزاري مواجه شديم كه براي حل مشكل اضافه كردن جرم نقطه¬اي به سيستم پيشنهاد شد و نتايج حاصل از آن¬ نشان داده شده ¬است. در نهايت، در طول آزمايش تجربي، بيان گرديده¬است كه نقاط دوشاخگي و موضعي¬شدن مودها در طول آزمايش¬ها با توجه به امكانات موجود قابل مشاهده نيست. واژه‌هاي كليدي: ارتعاشات غيرخطي، غيرخطي¬¬هاي هندسي، مدل كاهش مرتبه، موضعي شدن مودها.

193070

دانشگاه علم و صنعت ايران

ارتعاشات و كنترل

دكتر محرم حبيب نژاد كواريم