طراحي جاذب بهينه تير تحت اثر نوسانگر متحرك و تاثير وقوع ترك بر كارايي آن

Optimum absorber design for beam subjected to a moving oscillator and effect of crack occurrence on absorber performance

در مطالعه حاضر، براي كاهش ارتعاشات يك تير اويلر- برنولي داراي تكيه‌گاه‌هاي الاستيك تحت اثر نوسانگر يك درجه آزادي متحرك از يك جاذب استفاده شده است. به اين منظور ابتدا پاسخ ديناميكي تير تحت اثر سرعت‌هاي مختلف نوسانگرهاي داراي پارامترهاي متفاوت استخراج شده و سرعت‌هاي بحراني عبور بار به‌دست آمده است، سپس پارامترهاي جاذب با استفاده از يك الگوريتم عددي بهينه‌سازي شده‌اند و تاثير جرم و ثابت ميرايي بر كارايي جاذب بررسي شده است. پس از اضافه كردن جاذب به تير اثر وقوع ترك با دو شدت مختلف بر كارايي آن بررسي شده است. ترك به‌صورت افزايش در انعطاف‌پذيري مقطعي مدل شده و از فرض ترك باز استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهد اگرچه وقوع ترك سبب افزايش خيز ديناميكي تير داراي جاذب مي‌شود، اما همچنان خيز ديناميكي تير داراي ترك بدون جاذب بيشتر از زماني است كه تير ترك دار داراي جاذب است. مي‌توان گفت جاذب ارتعاشات طراحي‌شده براي تير سالم كارايي خود را در كاهش خيز ديناميكي تير پس از وقوع ترك و تغيير ديناميك سازه همچنان حفظ مي‌كند.

A vibration absorber is used to reduce vibration of an Euler-Bernoulli beam with elastic supports subjected to a moving oscillator. Dynamic response of the beam under moving harmonic exciter with different moving velocities and different parameters are obtained. The critical velocity of the moving oscillator is determined and absorber parameters are optimized by numerical algorithm and effect of mass and damping on the absorber performance is investigated. When absorber is applied to the beam, effect of crack occurrence on its performance is investigated. Crack is assumed to be open and is modeled by sectional flexibility increase. Two different cases considered for crack severity. In each case, optimal absorber for intact beam is applied and dynamic response of the midpoint of the beam with different velocities of moving exciter is obtained. Results show although crack can increase dynamic deflection of the beam with absorber, dynamic deflection of cracked beam without considering absorber is higher than dynamic deflection of cracked beam with absorber used. It is found that the vibration absorber designed for intact beam keeps its performance in dynamic deflection reduction after crack occurrence and changing in structural dynamic.