بكارگيري نويز سفيد در بررسي و مقايسه خواص ديناميكي تيرهاي دو سر ساده معمولي و لانه زنبوري

Application of White Noise Excitation for Investigation and Comparing the Dynamic Characteristics of Castellated and Plain-webbed Beams

در مقاله حاضر، خصوصيات ديناميكي تيرهاي با پروفيل معمولي و لانه زنبوري بررسي و مورد مقايسه قرار گرفته اند. مطالعه در دو حالت مجزا، با مهار جانبي كامل و ناقص، انجام شده است. ابتدا با استفاده از نرم افزار يك تحليل مودي روي تيرهاي دو سر ساده لانه زنبوري و پروفيل معمولي انجام شده و مودهاي ارتعاش ،ANSYS آزاد به شكل مبسوط مورد مطالعه قرار گرفتهاند. در ادامه، طي تحليل در حوزه فركانس، يك بار ديناميكي با خواص نويز سفيد به اين تيرها اعمال و پاسخ ديناميكي آنها بررسي شده است. بدين منظور، چگالي طيفي توان پاسخهاي مختلف استخراج و مورد مطالعه قرار گرفتهاند. در تير دو سر ساده با بار گسترده يكنواخت در (PSD) تمام طول تير با خواص نويز سفيد، صرفاً بعضي از مودها تحريك شده و اثر برخي مودهاي ديگر حذف ميگردد. لذا براي بررسي خصوصيات ديناميكي المان، بايستي از بارگذاري مناسب استفاده شود كه بتواند تمامي مودهاي شتاب حاصل از بارگذاري گسترده در نصف دهانه تير با PSD ارتعاشي تير را تحريك نمايد. به عنوان مثال، در طيف نويز سفيد، كليه مودها ظاهر ميشوند.

In the present paper, dynamic characteristics of castellated beams are investigated and compared with the plain-webbed ones. Firstly, using the FEM-based software package ANSYS, modal analyses are performed on plain-webbed and castellated simply supported beams. The mode shapes are extracted and discussed. Afterwards, during a frequency-domain analysis, a white noise dynamic load with an appropriate frequency range is applied to both plain-webbed and castellated beams and their dynamic behaviors are studied through extracting the power spectral densities (PSDs) of various structural responses. The effect of full and local lateral bracing of the beams is considered in the present study. It can be concluded that the loading pattern is a critical factor in investigating the dynamic properties of simply supported castellated beams. For example, when a uniformly distributed load having white noise characteristics is applied to the whole length of the beam, some mode shapes can not be detected. However, when the same load is exerted on the half of the beam length, all mode shapes appear in the PSD of the acceleration response.