علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

ارتعاشات آزاد تیر I شکل همسانگرد با جان موج‌دار سینوسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
2 آزمایشگاه سازه‌های هوشمند و کامپوزیتی، گروه مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
چکیده
در این پژوهش با استفاده از یک مدل نظری، ارتعاشات آزاد تیر I شکل همسانگرد با جان موج‌دار سینوسی بررسی شده است. میدان تغییرمکان‌ها برای تیر جداره‌نازک با مقطع متغیر درون‌یابی و انرژی پتانسیل کل برای این‌گونه تیر برآورد شده است. بر پایه روش ماتریس جابجایی، ماتریس‌های سفتی و جرمی استخراج و با استفاده از اصل همیلتون، بسامدهای طبیعی ارتعاشات آزاد تیر محاسبه شده است. به منظور کسب بیشینه دقت در نتایج و پرهیز از هر گونه معادل‌سازی، روابط جدیدی برای محاسبه ویژگی‌های مقطعی تیر ارائه و به صورت تابعی از هندسه جان در محاسبات اعمال شده است. به منظور اعتبارسنجی، بسامدهای طبیعی ارتعاشات آزاد تیر در شرایط مرزی مختلف محاسبه و با نتایج به‌دست‌آمده از مدل‌سازی المان محدود در نرم‌افزار آباکوس مقایسه شده است. مقایسه نتایج، دقت بالای فرمول‌بندی پیشنهادی را نشان داد. به منظور مطالعه پارامتری، اثر مولفه‌های هندسی موج جان بر پاسخ ارتعاشی تیر بررسی شده است. نتایج این پژوهش نشان‌دهنده قابلیت کاربرد روش پیشنهادی در تحلیل سازه‌های مشابه است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Free Vibration of Isotropic I-section Beams with Sinusoidal Corrugated Web

نویسندگان English

Siavash Foroughi 1
Jalil Rezaee Pazhand 2
1 Department of Mechanical Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Smart and Composite Structures Lab, Department of Mechanical Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده English

This paper investigates free vibrations of isotropic I-section beams with sinusoidal corrugated web using a theoretical model. The displacement field of the thin-walled beam with variable cross-section is interpolated, and the total potential energy is derived. Using the matrix displacement method, stiffness and mass matrices are derived, and Hamilton's principle is applied to calculate the natural frequencies of free vibrations. To ensure maximum accuracy and avoid any approximations, distinct formulas for the sectional properties are proposed and utilized as functions of the web geometry in the calculations. To validate the formulation, the natural frequencies of free vibrations of the beam in different boundary conditions are obtained and compared with the finite element modeling in ABAQUS. The comparison confirms the high accuracy of the proposed formulation. A parametric study was carried out, addressing the effects of the sine wave components on the vibration response of the beam. The findings demonstrate the applicability of the proposed method for analyzing similar structures.

کلیدواژه‌ها English

Free vibration
I-section beam
sinusoidal corrugated web
stiffness matrix
mass matrix
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.