Skip to main content
SUPERVISOR
علیرضا آریایی (استاد مشاور) مصطفی غیور (استاد راهنما) سعید ضیائی راد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Seyed alireza Pourhosseini mahmoud abadi
سیدعلیرضا پورحسینی محمودآبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Vibration Analysis of a Curved Beam with Constant Radius Subjected to a Moving Mass
Many researchers have carried out research on beam vibrations with different shapes, but in many cases their study is limited to a straight beam. However curved beams are widely used in space and traortation industries. In this type of beams, in addition to the radial displacement and rotation, there is also a tangential displacement. Free and forced vibration analysis of a circularly curved Timoshenko beam with uniform cross section which is both the rotary inertia and shear deformation are considered, is study. The differential transform method, DTM and differential quadratic method, DQM, as effective mathematical methods, are used to calculate the natural frequencies and the mode shapes. The system force response is assessed for a moving concentrated load and mass with a constant speed, respectively. The moving mass may be regarded as the Coriolis effect, centrifugal, gravitational and inertia forces generated by forces moving along a curved beam, which were rarely studied by previous researchers. For obtaining the forced vibration response of the system, the same time functions (STF) method is utilized and the orthogonality conditions, derived in this paper, have been set out. The differences between responses of the system are analyzed by applying moving load and moving mass. A numerical example is solved. It can be seen that when the mass moving on a curved beam, by increasing the radius of curvature with constant length of the curved beam, increases the radial displacement of the midpoint of that in the direction of the effect of the weight force. The effect of the velocity and mass when the mass moving on the curved beam, was studied. It was observed that at low speeds and heavy masses, the behavior of the curved beam in the moving mass and the moving load is approximately the same. Finally, the critical speeds which caused the resonance phenomena were calculated. Keywords: Vibration analysis; Moving ma Moving load; Circularly curved Timoshenko beam; Resonance;
بررسی رفتار ارتعاشی تیرها از اهمیت زیادی در بسیاری از کاربردهای مهندسی همچون طراحی ماشین ها و سازه‌ها برخوردار است. یکی از مهمترین و قدیمی‌ترین مسائل دینامیک سازه که در این رابطه مطرح است تحلیل رفتار دینامیکی تیر ها تحت عبور جسم متحرک است. محققان بسیاری بر روی ارتعاشات تیر با مشخصات مختلف پژوهش هایی انجام داده اند اما نوع نگاه آن ها در بسیاری از موارد محدود به تیر مستقیم شکل بوده است. در صورتی که یکی از انواع تیرها، تیر منحنی است که کاربردهای زیادی در صنایع فضایی و حمل و نقل دارد. در این گونه تیرها علاوه بر تغییر مکان شعاعی و چرخشی، تغییر مکان مماسی نیز وجود دارد. در این تحقیق ابتدا معادلات حاکم بر ارتعاشات آزاد تیر منحنی به دست می آیند. برای نزدیکی هرچه بیش تر مدل به مسئله واقعی، از تئوری تیموشنکو که در آن اثر تغییر شکل برشی و اینرسی دورانی لحاظ شده است، استفاده می شود. حل معادلات ارتعاشات آزاد تیر منحنی تیموشنکو با بهره گیری از روش های عددی انتقال دیفرانسیلی و مربع سازی دیفرانسیلی صورت می پذیرد و فرکانس های طبیعی و شکل مودهای تیر منحنی حاصل می شوند. در بخش دوم تحقیق، ابتدا روابط تعامد برای تیر منحنی تیموشنکو بررسی می شوند. سپس معادلات ارتعاشات اجباری تیر منحنی تیموشنکو تحت عبور جرم، با در نظر گرفتن اثر نیروهای گریز از مرکز، کوریولیس و اینرسی برای جرم عبوری، بیان می شوند. در ادامه معادلات ارتعاشات اجباری تیر منحنی تحت عبور بار نیز استخراج می شوند. حل این معادلات با کدنویسی در نرم افزار متلب صورت گرفته است. دیده می شود که در هنگام عبور جرم از روی تیر منحنی، افزایش شعاع انحنا در طول ثابتی از تیر باعث افزایش جابجایی شعاعی نقطه میانی تیر در راستای اثر نیروی وزن می شود. تاثیر سرعت و اندازه جرم عبوری از روی تیر منحنی مورد مطالعه قرار گرفته می‌شود و مشاهده می‌شود که در سرعت های پایین و جرم هایی با مقادیر زیاد، رفتار تیر منحنی در دو حالت عبور جرم و عبور بار تقریبا یکسان است. همچنین دیده می شود که افزایش سرعت متحرک در هر دو حالت عبور جرم و عبور بار سبب افزایش نوسانات تیر منحنی در ارتعاشات آزاد آن یعنی هنگامی که متحرک از روی تیر خارج شده است، می شود. در دو حالت عبور جرم و عبور بار تاثیر سرعت های مختلف هنگامی که متحرک چندین مرتبه به صورت متوالی از روی تیر منحنی عبور می کند، مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که در سرعت هایی خاص، بیشینه جابجایی اتفاق می افتد که تشدید رخ داده است. کلمات کلیدی : تحلیل ارتعاشی، جرم متحرک، بار متحرک، تیر منحنی شکل تیموشنکو ، تشدید

ارتقاء امنیت وب با وف بومی