Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed ZeiaeiRad,Hassan Nahvi
سعید ضیائی راد (استاد مشاور) حسن نحوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Omid Aghababaei
امید آقابابائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1384

TITLE

Investigation of Modal Interactions in Non-Linear Non-Planar Vibrations of Geometrically Imperfect Inextensional Beams
The equations and boundary conditions governing the non-linear non-planar (flexural-flexural-torsional) vibrations of isotropic inextensional beams with small geometric imperfections have been derived using Hamilton 's principle. The results of an experiment are incorporated to investigate the validity of the proposed model. In this thesis, the base flexibility has been accounted for by modifying the proposed imperfect beam model. Then, by adjusting the base flexibility and geometric imperfection parameters simultaneously, a better agreement between the experimental results and theoretical predictions of the proposed model has been achieved. The effect of small geometric imperfection on dynamic response of resonantly base excited cantilevered beams with a one-to-one internal resonance has been also investigated by conducting a sensitivity analysis of perfect beam limit cycles to small geometric imperfections and dynamic bifurcation analysis of the branches of dynamic solutions pertaining to the perfect and imperfect beams. The sensitivity analysis reveals that depending on the frequency detuning parameter associated with each limit cycle, the sensitivity to small geometric imperfections may be to a great extent. Comparison of branches of dynamic solutions and chaotic bands associated with the perfect and imperfect beams in a specific range of excitation frequency detuning indicates that similar dynamic branches of perfect and imperfect beams have a frequency shift with respect to each other; furthermore, dynamic bifurcation points of the similar branches do not coincide completely. Key Words: Geometric imperfection, Bifurcation, Limit cycle, Chaos
انگیزه اصلی این پایان نامه، بررسی اثر نقص هندسی بر روی تقابل مودها و وقوع نقاط دوشاخه ای شدن در ارتعاشات غیر خطی و غیر صفحه ای تیرهای بدون کشیدگی صفحه وسط به عنوان مدل کلی بسیاری از زیر سیستمهای مکانیکی است. در راستای انجام این پروژه ابتدا معادلات و شرایط مرزی حاکم بر ارتعاشات غیر خطی و غیر صفحه ای (خمشی - خمشی - پیچشی) تیرهای ایزوتروپیک دارای نقص هندسیکوچک و بدون کشیدگی صفحه وسط با استفاده از اصل همیلتن استخراج شده است. در مقایسه با معادلات استخراج شده حاکم بر ارتعاشات غیر خطی- غیر صفحه ای تیرهای فاقد نقص هندسی (Perfect) و بدون کشیدگی صفحه وسط در کارهای قبلی که تنها در بردارنده عوامل غیرخطی مرتبه سه بوده و بطور خطی غیر کوپله می باشند، معادلات استخراج شده در این پایان نامه دربردارنده عوامل خطی و غیر خطی مرتبه دو و مرتبه سه بوده بطوریکه عوامل خطی و غیر خطی مرتبه دو با اثر نقص هندسی کوپله هستند ضمن آنکه معادلات مذکور بطور خطی کوپله می باشند. همچنین برای تیرهای با مقطع مربعی و دایره ای، در معادلات استخراج شده کارهای قبلی بین ارتعاشات عرضی و پیچشی کوپلینگ وجود ندارد در حالیکه معادلات بدست آمده در این پایان نامه دارای ترمهائی ناشی از کوپلینگ مذکور است که منشأ آن نقص هندسی می باشد. هنگامی که تحریک بصورت بار پیچشی یا محوری گسترده است، برای تیر دارای نقص هندسی مساله از نوع ترکیب تحریک پارامتریک و خارجی است در حالیکه در مورد تیر فاقد نقص هندسی، مساله از نوع تحریک پارامتریک خالص می باشد. به منظور ارزیابی درستی مدل ارائه شده، از نتایج تجربی آزمایشی که در آن تقابل مودها در ارتعاشات غیر خطی- غیر صفحه ای حالت دائمتیر یکسر گیردار تحت تحریک رزونانسی اولیه و عرضی پایه در حضور رزونانس داخلی یک به یک بررسی شده، استفاده گردیده است.در ادامه، اثر نقص هندسی جزئی بر پاسخ دینامیکی تیر یکسرگیردار تحت تحریک رزونانسی اولیه و عرضی پایه در حضور رزونانس داخلی یک به یک بررسی شده است. در این راستا، ابتدا سیکلهای حد تیر فاقد نقص هندسی با استفاده از روش Brute force محاسبه شده است. سپس با تعریف دو شکل نقص هندسی مختلف، سیکلهای حد محاسبه شده با استفاده از روش امتداد طول قوس مجازیبر حسب پارامتر شکل نقص هندسی امتداد داده شده و حساسیت هر یک از سیکلهای حد مورد اشاره نسبت به نقص هندسی جزئی با شکلهای تعریف شده مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.سپس سیکلهای حد تیرهای دارا و فاقد نقص هندسی با استفاده از روش امتداد طول قوس مجازی بر حسب پارامتر خروج از تنظیم فرکانس تحریک امتداد داده شده و شاخه های پاسخ دینامیکی و باندهای آشوبناک پاسخ محاسبه شده است. مقایسه شاخه های پاسخ دینامیکی و باندهای آشوبناک در یک محدوده معین از فرکانس تحریک نشان می دهد شاخه های مذکور نسبت به یکدیگر دارای انتقال بوده و از نظر نوع نقاط دوشاخه ای شدن انطباق کاملی با یکدیگر ندارند.در مجموع بررسی های انجام شده نشان می دهد در نظر نگرفتن نقص هندسی جزئی در تیر و استفاده از مدل تیر فاقد نقص هندسی می تواند منجر به پیش بینی نتایج نادرست و نامنطبق با واقعیت گردد. کلمات کلیدی: نقص هندسی، رزونانس داخلی، دو شاخه ای شدن، سیکل حد، آشوب

ارتقاء امنیت وب با وف بومی