طراحی بهینه پارامترها در ضربه انرژی ارتعاش غیرخطی متصل به یک تیر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

ددر این مقاله برای کاهش انرژی یک تیر زیر آب از یک چاه غیرخطی انرژی از نوع ارتعاش ضربه استفاده شده است و نیروی ناشی از آب به صورت نیروی هارمونیک سینوسی و بار ثابت در نظر گرفته میشود. چاه غیر خطی انرژی شامل یک محفظه است که داخل آن از یک ساچمه استفاده شده است. ابتدا معادلات حاکم بر تیر و چاه غیرخطی انرژی به دست می آید. با بهینه سازی، حداقل زمان برای انتقال 95 درصد از انرژی تیر به جاذب به دست می آید. برای بهینه سازی چهار پارامتر طول شیار، نسبت جرمی چاه غیرخطی انرژی و تیر، ضریب استرداد و موقعیت جاذب بر روی تیر در نظر گرفته میشود که برای اولین بار است که تمام پارامترهای طراحی چاه غیرخطی انرژی برای طراحی بهینه بررسی میشوند. در ادامه به بررسی هر کدام از این پارامتر های ذکر شده پرداخته میشود، و مقدار بهینه برای هر یک از این پارامتر ها محاسبه میشود. در آخر نشان داده میشود که پاسخ دینامیکی سیستم به صورت دو ضربه در هر سیکل به صورت متقارن بهینه ترین پاسخ سیستم است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Vakakis A.F. and Gendelman O., Energy pumping in nonlinear mechanical oscillators: part II—resonance capture. J. Appl. Mech., Vol. 68, No. January 2001, 2013.
[2]  Gendelman O., Manevitch L.I., Vakakis A.F. and M’closkey, R., Energy pumping in nonlinear mechanical oscillators: Part I—Dynamics of the underlying Hamiltonian systems. J. Appl. Mech., Vol. 68, No. 1, pp. 34–41, 2001.
[3]  Vakakis A.F., Inducing passive nonlinear energy sinks in vibrating systems. J. Vib. Acoust., Vol. 123, No. 3, pp. 324–332, 2001.
[4]  Gendelman O.V. and Lamarque C.H., Dynamics of linear oscillator coupled to strongly nonlinear attachment with multiple states of equilibrium. Chaos, Solitons & Fractals, Vol. 24, pp. 501–509, 2005.
 
[5]  Gendelman OV. Analytic treatment of a system with a vibro-impact nonlinear energy sink. Journal of Sound and Vibration, Vol. 331(21), pp.4599-4608, 2012.
[6]  Gendelman OV, Alloni A. Dynamics of forced system with vibro-impact energy sink. Journal of Sound and Vibration, Vol. 358, pp.301-314, 2015.
[7]  Li T., Seguy S., Lamarque C.H. and Berlioz A., Experiment-based motion reconstruction and restitution coefficient estimation of a vibro-impact system. Journal of Vibration and Acoustics, Vol. 141, No. 2, 2019.
[8]  Qiu D., Seguy S. and Paredes M., Design criteria for optimally tuned vibro-impact nonlinear energy sink. Journal of Sound and Vibration, Vol. 442, pp. 497–513, 2019.
[9]  Li T., Lamarque C.H., Seguy S. and Berlioz A., Chaotic characteristic of a linear oscillator coupled with vibro-impact nonlinear energy sink. Nonlinear Dynamics, Vol. 91, No. 4, pp. 2319–2330, 2018.
[10]             Li T., Gourc E., Seguy S. and Berlioz A., Dynamics of two vibro-impact nonlinear energy sinks in parallel under periodic and transient excitations. International Journal of Non-Linear Mechanics, Vol. 90, No. December 2016, pp. 100–110, 2017.
[11]             Li T., Seguy S. and Berlioz A., Optimization mechanism of targeted energy transfer with vibro-impact energy sink under periodic and transient excitation. Nonlinear Dynamics, Vol. 87, No. 4, pp. 2415–2433, 2017.
[12]             Li T., Seguy S. and Berlioz A., On the dynamics around targeted energy transfer for vibro-impact nonlinear energy sink. Nonlinear Dynamics, vol. 87, no. 3, pp. 1453–1466, 2017.
[13]             Andreaus U, De Angelis M. Influence of the characteristics of isolation and mitigation devices on the response of single‐degree‐of‐freedom vibro‐impact systems with two‐sided bumpers and gaps via shaking table tests. Structural Control and Health Monitoring, 2020.