انتقال هدفمند انرژی از تیر دوسرگیردار تحت تحریک هارمونیک خارجی به چاه غیرخطی انرژی

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، تهران، ایران

10.22044/jsfm.2018.6771.2571

چکیده

در این مقاله به بررسی رفتار ارتعاشی یک تیر دوسرگیردار متصل به یک جاذب غیرخطی ارتعاشاتی که تحت بار نوسانی با دامنه‌های تحریک مختلف قرار دارد، پرداخته ‌شده است. این سیستم درواقع یک مدل ساده و محلی از سازه‌های دریایی تحت تحریک سیال خارجی را ارائه می-دهد. برای مدل‌سازی تیر از تئوری اویلر-برنولی و برای مدل‌سازی جاذب (چاه غیرخطی انرژی)، از فنر غیرخطی و میراگر خطی استفاده شده است. پاسخ سیستم به دو روش تحلیلی (روش متوسط‌گیری مختلط شونده) و عددی (روش رانگ-کوتای مرتبه چهارم)، به دست آمده است و بر این‏ اساس محدوده مناسب پارامترهای سیستم و جاذب، برای کاهش بهینه ارتعاشات استخراج شده است. علاوه بر این اثرات میرایی سیستم، تأثیر مودهای بالاتر، محدوده‌های رخداد پاسخ شبه‌تناوبی و شرایط رخداد ناپایداری در پاسخ حالت ماندگار سیستم بررسی شده است. نتایج نشان دادند که آستانه‌های نیرویی برای پدیده‌هایی نظیر ناحیه منفصل فرکانسی و محدوده‌های انشعابات و پرش در سیستم با تغییر محل نصب جاذب به شدت تغییر خواهد کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Mamaghani AE, Sarparast H (2018) Lateral vibration control of a beam subjected to the harmonic external load using a nonlinear energy sink. Journal of Modelling in Engineering 16(55): 31-31. (In Persian)

[2] Luongo A, Zulli D (2012) Dynamic analysis of externally excited NES-controlled systems mixed Multiple Scale/Harmonic Balance algorithm. Nonlinear Dynam 70(3): 2049-2061.

[3] Sigalov G, Gendelman O, Al-Shudeifat M (2012) Resonance captures and targeted energy transfers in an inertially-coupled rotational nonlinear energy sink. Nonlinear Dynam 69(4): 1693-1704.

[4] Al-Shudeifat MA, Wierschem N, Quinn D, Vakakis AF (2013) Numerical and experimental investigation of a highly effective single-sided vibro-impact non-linear energy sink for shock mitigation. Int J Nonlin Mech 52(4): 96-109.

[5] Ebrahimi Mamaghani A, Esameilzadeh Khadem S (2016) Vibration analysis of a beam under external periodic excitation using a nonlinear energy sink. Modares Mechanical Engineering 16(9): 186-194. (In Persian)

[6] Shakeri S, Sheykh Samani F (2017) Micro-milling self-excited vibrations reduction using vibration absorbers, Journal of Modeling in Engineering, 15(6): 5-25. (In Persian)

[7] Rezaee M, Arab Maleki V (2018) Passive vibration control of fluid conveying pipes using dynamic vibration absorber. Amirkabir Journal of Mechanical Engineering. (In Persian)

[8] Ebrahimi Mamaghani A, Hosseini R (2018) Mathematical modelling and Resonance analysis in impact oscillators. Amirkabir Journal of Mechanical Engineering. (In Persian)

[9] Tumkur R, Domany E, Gendelman OV, Masud A, Bergman LA, Vakakis AF (2013) Reduced-order model for laminar vortex-induced vibration of a rigid circular cylinder with an internal nonlinear absorber. Commun Nonlinear Sci 18(3): 1916-1930.

[10] Mamaghani AE, Khadem S, Bab S (2016) Vibration control of a pipe conveying fluid under external periodic excitation using a nonlinear energy sink. Nonlinear Dynam 86(3):1761-1795.

[11] Mamaghani AE, Khadem SE, Bab S, Pourkiaee SM (2018) Irreversible passive energy transfer of an immersed beam subjected to a sinusoidal flow via local nonlinear attachment. Int J Mech Sci 138(2):427-447.

[12] Guo C, M AL-Shudeifat, A, Vakakis AF, L Bergman A, McFarland DM, Yan J (2015). Vibration reduction in unbalanced hollow rotor systems with nonlinear energy sinks. Nonlinear Dynam 79(1): 527-538.

[13] Samani FS, Pellicano F (2009) Vibration reduction on beams subjected to moving loads using linear and nonlinear dynamic absorbers. J Sound Vib 325(4): 742-754.

[14] Georgiades F, A Vakakis F (2009) Passive targeted energy transfers and strong modal interactions in the dynamics of a plate with strongly nonlinear attachments. Int J Solids Struct 46(11): 2330-2353.

[15] Georgiades F, A Vakakis F, Kerschen G (2007) Broadband passive targeted energy pumping from a linear dispersive rod to a lightweight essentially non-linear end attachment. Int J Nonlin Mech 42(5): 773-788.

[16] Esfahani S, Khadem SE, Mamaghani AE (2019) Nonlinear vibration analysis of an electrostatic functionally graded nano-resonator with surface effects based on nonlocal strain gradient theory. Int J Mech Sci 151(5): 508-522.

[17] Esfahani S, Khadem SE, Mamaghani AE  (2018) Size-dependent nonlinear vibration of an electrostatic nanobeam actuator considering surface effects and inter-molecular interactions. Int J Mech Mater Des 1(10).

[18] Hosseini R, Ebrahimi Mamaghani A, Nouri M (2017) An experimental investigation into width reduction effect on the efficiency of piezopolymer vibration energy harvester. Journal of Solid and Fluid Mechanics 7(3): 41-51. (In Persian)

[19] Mamaghani AE, Hosseini R, Shahgholi M, Sarparast H (2018) Free lateral vibration analysis of inhomogeneous beams under various boundary conditions, Journal of Solid and Fluid Mechanics 8(3): 123-135. (In Persian)

[20] Mamaghani AE, Zohoor H, Firoozbakhsh K, Hosseini R (2013) Dynamics of a running belowknee prosthesis compared to those of a normal subject. Int J Solids Struct 5(2): 152-160.