آنالیز ناپایداری دینامیکی ورق‌های‌ مستطیلی تحت عبور متناوب جسم‌های‌ صلب نوسان کننده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور، دزفول، ایران

چکیده
در این مقاله، پایداری دینامیکی یک ورق نازک مستطیلی تحت عبور متناوب جسم‌های‌ صلب نوسان‌کننده بررسی شده است. هر دو انتهای جسم صلب از طریق سیستم تعلیق به یک چرخ متصل می‌شوند. با استفاده از روش مودهای فرضی، معادلات حاکم استخراج می‌شوند. عبور متناوب جسم‌های متحرک در امتداد یک مسیر مستقیم بر روی سطح ورق، منجر به یک سیستم دینامیکی با ضرایب متناوب می‌شود. تئوری فلاکه به عنوان یک روش عددی برای بدست آوردن نواحی پایدار و ناپایدار در صفحه‌ی پارامترها به کارگرفته می‌شود. با درنظرگرفتن مدل جسم متحرک نقطه‌ای، اثر مدلسازی جسم متحرک بر روی نتایج آنالیز پایداری نیز بررسی می‌شود. نتایج نشان می‌دهند که سختی و میرایی سیستم تعلیق، نسبت جرم چرخ‌ها به جرم کل جسم، طول جسم صلب و روش متفاوت در مدل‌سازی جسم متحرک بر روی نواحی پایدار و ناپایدار سیستم کاملا موثر هستند. شبیه‌سازی عددی جابجایی نقطه‌ی میانی ورق، دقت نتایج بدست آمده را تایید می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Dynamic Instability Analysis of Rectangular Plates under Periodic Passage of Oscillating Rigid Bodies

نویسنده English

Mehran Ghomeshi Bozorg
Department of Mechanical Engineering, Faculty, Jundi Shapur University of Technology, Dezful, Iran.
چکیده English

In this paper, the dynamic stability of a thin rectangular plate under the periodic passage of oscillating rigid bodies is studied. Each of the two ends of a rigid body is connected to a wheel through a suspension system. Using the assumed-mode method, the governing equations are derived. The periodic passing of moving objects along a straight path on the surface of the plate results in a dynamic system with periodic coefficients. The Floquet theory is employed as a numerical method to obtained stable and unstable zones of parameters plane. Considering the point moving object model, the effect of moving object modeling on the stability analysis results is also investigated. The results indicate that the stiffness and damping of the suspension system, the mass ratio of the wheels to the whole rigid body, the rigid body’s length and the moving object modeling method are very effective on domains stability and instability of the system. Numerical simulations of the plate middle point verify the accuracy of the obtained results

کلیدواژه‌ها English

Plate
Oscillating Rigid Body
Stability Analysis
Floquet Theory
[1] Yang Y-B, Yau JD, Yao Z, Wu YS. Vehicle-bridge interaction dynamics: with applications to high-speed railways: World Scientific, 2004.
[2] Gerdemeli I, Esen I, Özer D. Dynamic response of an overhead crane beam due to a moving mass using moving finite element approximation. Trans Tech Publ. p. 99-102.
[3] Shiau TN, Huang KH, Wang FC, Hsu WC. Dynamic response of a rotating multi-span shaft with general boundary conditions subjected to a moving load. Journal of sound and vibration. 2009;323:1045-60.
[4] Nelson HD, Conover RA. Dynamic stability of a beam carrying moving masses. 1971.
[5] Aldraihem OJ, Baz A. Dynamic stability of stepped beams under moving loads. Journal of sound and vibration. 2002;250:835-48.
[6] Mackertich S. Dynamic stability of a beam excited by a sequence of moving mass particles (L). The Journal of the Acoustical Society of America. 2004;115:1416-9.
[7] Visweswara Rao G. Linear dynamics of an elastic beam under moving loads. J Vib Acoust. 2000;122:281-9.
[8] Sun Z. Moving-inertial-loads-induced dynamic instability for slender beams considering parametric resonances. Journal of Vibration and Acoustics. 2016;138:011014.
[9] Ghomeshi Bozorg M, Keshmiri M. Stability Analysis of a Beam Under the Effect of Moving Masses Using Homotopy Perturbation Method. Computational Methods in Engineering. 2015;34:79-95.
[10] Nikkhoo A, Rofooei FR. Parametric study of the dynamic response of thin rectangular plates traversed by a moving mass. Acta Mechanica. 2012;223:15-27.
[11] Rofooei FR, Enshaeian A, Nikkhoo A. Dynamic response of geometrically nonlinear, elastic rectangular plates under a moving mass loading by inclusion of all inertial components. Journal of sound and vibration. 2017;394:497-514.
[12] Amiri JV, Nikkhoo A, Davoodi MR, Hassanabadi ME. Vibration analysis of a Mindlin elastic plate under a moving mass excitation by eigenfunction expansion method. Thin-Walled Structures. 2013;62:53-64.
[13] Esen I. A new finite element for transverse vibration of rectangular thin plates under a moving mass. Finite Elements in Analysis and Design. 2013;66:26-35.
[14] Ghazvini T, Nikkhoo A, Allahyari H, Zalpuli M. Dynamic response analysis of a thin rectangular plate of varying thickness to a traveling inertial load. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2016;38:403-11.
[15] Hassanabadi ME, Attari KA, Nikkhoo A, Mariani S. Resonance of a rectangular plate influenced by sequential moving masses. Coupled Systems Mechanics. 2016;5:87-100.
[16] Rofooei FR, Nikkhoo A. Application of active piezoelectric patches in controlling the dynamic response of a thin rectangular plate under a moving mass. International Journal of Solids and structures. 2009;46:2429-43.
[17] Nikkhoo A, Hassanabadi ME, Azam SE, Amiri JV. Vibration of a thin rectangular plate subjected to series of moving inertial loads. Mechanics Research Communications. 2014;55:105-13.
[18] Torkan E, Pirmoradian M, Hashemian M. Stability analysis of transverse vibrations of rectangular plates under periodic passage of moving masses. Journal of Mechanical Engineering and Vibration. 2017;8:18-26.
[19] Torkan E, Pirmoradian M, Hashemian M. Instability inspection of parametric vibrating rectangular Mindlin plates lying on Winkler foundations under periodic loading of moving masses. Acta Mechanica Sinica. 2019;35:242-63.
[20] Pirmoradian M, Karimpour H. Nonlinear effects on parametric resonance of a beam subjected to periodic mass transition. Modares Mechanical Engineering. 2017;17:284-92.
[21] Chakraverty S. Vibration of plates: CRC press, 2008.
[22] d'Angelo H. Linear time-varying systems: analysis and synthesis: Allyn and Bacon, 1970.

  • تاریخ دریافت 04 اسفند 1400
  • تاریخ بازنگری 21 اسفند 1400
  • تاریخ پذیرش 21 آذر 1401