هدف از مقاله حاضر کاهش ارتعاشات آزاد یک سیستم مکانیکی با طراحی بهینه نسبت جرمی یک میراگر غیرخطی به نام میراگر ضربه‌ای است. میراگر ضربه‌ای شامل تعدادی جرم متصل به سیستم اصلی است که توانایی حرکت در یک محفظه بسته تعبیه‌شده را دارد و باعث کاهش دامنه سیستم اصلی از طریق انتقال حرکت را دارد. بر اساس تحقیقات انجام شده تاکنون، میراگر ضربه‌ای دارای عملکرد بهتری در کاهش ارتعاشات نسبت به میراگرهای خطی است. مهمترین عامل در عملکرد بهینه این میراگر، انتخاب نسبت جرمی است. با توجه به پیچیدگی و حجم محاسبات زیاد برای تحلیل چگونگی رفتار یک میراگر ضربه‌ای، در این پژوهش از روش بهینه‌سازی ترکیبی فراکاوشی برای تعیین نسبت جرمی بهره گرفته شده است. با مقایسه نتایج روش بهینه‌سازی مذکور و طراحی اولیه، قدرت و کارایی بالای روش ارائه شده جهت طراحی میراگر مشهود است. طراحی بهینه پارامترهای مسئله توانسته میزان دامنه ارتعاشات سیستم اصلی را در کمتر از 2 ثانیه تا مقدار 5 درصد دامنه اولیه کاهش دهد. استفاده از میراگر ضربه‌ای بهینه انرژی سیستم را نیز به میزان بیش از 90 درصد کاهش داده است.
Blazejczyk-Okolewska B., Analysis of an impact damper of vibrations. Chaos Solitons Fractals, Vol. 12, No.11, pp.1983–1988, 2001.
Shinde V. L., Pathak A. K., Review on particle damping technique for vibration suppression. International Journal of Innovative Research in Science Engineering and Technology, Vol. 5, No. 3, pp. 2890-2895, 2016.
افشارفرد ع. و گل‌محمدی م.، بررسی عملکرد میراگرهای ضربه‌ای به منظور به کارگیری در سیستم‌های کاهنده ارتعاشات سازه‌ها، مجله مهندسی مکانیک و ارتعاشات، د 2، ش 1، ص 17-21، 1390.
زهرائی س. م. و فرج اللهی راد ا.، کنترل ارتعاشات به کمک میراگر ضربه‌ای، نشریه صوت و ارتعاش، د 1، ش 1، ص 5-14، 1391.
زهرائی س. م. و حیصمی ع.، مدل‌سازی میراگر ضربه‌ای در قاب‌های ساختمانی به کمک المان GAP، نشریه علمی پژوهشی مهندسی سازه و ساخت، د 4، ش 1، ص 113-125، 1396.
Afsharfard A., Farshidianfar A., Free vibration analysis of nonlinear resilient impact dampers. Nonlinear Dynamics, Vol. 73, No. 2, pp. 155-166, 2013.
صفایی‌فر ح. و فرشیدیان‌فر ا.، بررسی تئوری و پارامتریک عملکرد میراگر ضربه‌ای قطر متغیر در ارتعاشات آزاد سیستم یک درجه آزادی، مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها، د ،9 ش 1، ص 15-26، 1398.
Zurawski, M., Zalewski R., Damping of Beam Vibrations Using Tuned Particles Impact Damper, Applied Science, 10, 6334, 2020, doi:10.3390/app10186334.
Wang, B. Wang, Z. Liu, H. Li, C. Zhang, Seismic response mitigation of building structures with a novel vibro-impact dual-mass damper, Engineering Structures, 215, 110673, 2020.
Jin, J., Yang, W., Koh, H., Park, D., Development of tuned particle impact damper for reduction of transient railway vibrations, Applied Acoustics, 169, 107487, 2020.
Vikovych, I., Krainyk, L., Zinko, R., Popovych, V., Horbai, O., Design of impact dampers for transporting cargoes by two-link vehicles. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (7 (110)), 85–94, 2021, doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.229447.
Chen, J., Georgakis, C.T., Tuned rolling-ball dampers for vibration control in wind turbines, Journal of Sound and Vibration, Vol. 332, No. 21, pp. 5271-5282, 2013. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2013.05.019
Jam, J.E., Fard, A.A., Application of Single Unit Impact Dampers to Reduce Undesired Vibration of the 3R Robot Arms, International Journal of Aerospace Sciences, Vol. 2, No. 2, pp. 49-54, 2013. https://doi.org/10.5923/j.aerospace.20130202.04
Flores P., Machado M., Silva M. T., Martins J. M., On the continuous contact force models for soft materials in multibody dynamics. Multibody Sysytem Dynamics, Vol. 25, No. 3, pp. 357-375, 2011.
Hu S., Guo X., A dissipative contact force model for impact analysis in multibody dynamics. Multibody Sysytem Dynamics, Vol. 35, No. 2, pp. 131-151, 2015.
Safaeifar H., Farshidianfar A., A new model of the contact force for the collision between two solid bodies. Multibody Sysytem Dynamics, Vol. 50, No. 3, pp. 233-257, 2020.
Gharib M., Ghani S., Free Vibration Analysis of Linear Particle Chain Impact Damper. Journal of Sound and Vibration, Vol. 332, pp. 6254-6264, 2013.
Gharib M., Karkoub M., Experimental Investigation of Linear Particle Chain Impact Dampers in Free-Vibration Suppression. Journal of Structural Engineering, Vol. 143, No. 2, pp. 1-10, 2017.
Safaeifar H., Farshidianfar A., Experimental Investigation of Vibratory and Acoustical Behavior of Multiple-unit Impact Dampers in Free Vibration Reduction. International Journal of Steel Structures, 2021, https://doi.org/10.1007/s13296-021-00518-6.
Masri S. F., Analytical and Experimental Studies of Impact Dampers, Ph.D. Thesis, California Institute of Technology, 1965.
Masri S. F., Analytical and Experimental Studies of Multiple-Unit Impac Dampers. Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 45, No. 5, pp. 1111-17, 1969.
Masri S. F., Steady-State Response of a Multidegree System with an Impact Damper. Journal of Applied Mechanics, pp. 127-132, 1973.
Afsharfard A., Kolahan F., Reliability-based Design for Damping Behavior of Inner Mass Single-unit Impact Dampers. Quality and Reliability Engineering International, Vol. 29, pp. 521–527, 2013.
Li X., Yang Y., Shi W., Study on the Damping Effect of Particle Dampers considering Different Surface Properties. Shock and Vibration, Vol. 2019, Article ID 8293654, 16 pages, 2019.
Mansour W. M., Filho D. R. T., Impact dampers with Column friction, Journal of Sound and Vibration, Vol. 33, No. 3, pp. 247-265, 1974.
Araki Y., Yokomichi I., Inoue J., Impact damper with granular materials: 2nd report, Bulletin of JSME, Vol. 28, No. 241, pp. 1466-1472, 1985.
Popplewell N., Semercigil S. E., Performance of the bean bag impact damper for a sinusoidal external force. Journal of Sound and Vibration, Vol. 133, No. 2, pp. 193-223, 1989.
Ogawa K., Sakai Y., Sakai F., Control of wind-induced vibration using an impact mass damper. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 43, No. 1-3, pp. 1881-1882, 1992.
Xu Z., Wang M. Y., Chen T., An experimental study of particle damping for beams and plates. Journal of Vibration and Acoustics, 126, No. 1, pp. 141-148, 2004.
Du Y., Wang S., Zhu Y., Li L., Han G., Performance of a new fine particle impact damper. Advances in Acoustics and Vibration, Vol. 2008, 140894, pp. 1-7, 2008.
Semercigil S. E., Turan O. F., Kopp G. A., A particle damper for transient oscillations, Modal Analysis Topics, Vol. 3, pp. 153-160, 2011.
Gharib M., Ghani S., A novel impact damper consisting of a linear chain of particles. In the ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition, Houston, Texas, USA, 2012.
Michon G., Almajid A., Aridon G., Soft hollow particle damping identification in honeycomb structures. Journal of Sound and Vibration, 332, No. 3, pp. 536-544, 2013.
Safaeifar H., Sheikhi Azqandi M., Optimal design of the impact damper in free vibrations of SDOF system using ICACO. International Journal of Optimization in Civil Engineering, Vol. 11, No. 3, pp. 461-479, 2021.
Rao S. S., Mechanical Vibrations, 6th edition in SI Units, Pearson, 2018.
Meriam J. L., Kraige L. G., Bolton J. N., Engineering Mechanics Dynamics, 8th edn, John Wiley & Sons, 2015.
Atashpaz-Gargari E., Lucas C., Imperialist Competitive Algorithm: An Algorithm for Optimization Inspired by Imperialistic Competition”, In: IEEE Congress on Evolutionary Computation, Singapore, 2007.
مختاری کرچکگانی م.، واردی کولایی س. م.، سنتز بهینه مکانیزم نرم صفحه ای با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری، مجله مهندسی مکانیک تبریز، 22034/jmeut.2021.42966.2796، 1400.
نیکخواه، ا.، پاکرو، ف.، بهبود عملکرد الگوریتم رقابت استعماری و کاربرد آن در کنترل پرواز بالگرد، مجله مهندسی مکانیک تبریز، دوره 51، شماره 3 - شماره پیاپی 96، پاییز 1400، صفحه 239-249.
بیاتی چالشتری م. ح.، ملک زاده فرد ک.، جعفری م.، پورموید ع.، بررسی تأثیر زاویه‌ی بار در تعیین پارامترهای بهینه‌ی مؤثر بر صفحه‌های ارتوتروپیک نامحدود حاوی گشودگی شبه مربعی، مجله مهندسی مکانیک تبریز، دوره 48، شماره 1، بهار 1397 ، صفحه 65-74.
قدوسیان ع.، شیخی م.، روش‌های بهینه‌سازی فرا ابتکاری در مهندسی، انتشارات دانشگاه سمنان، 1392.
Roustaei R., Yousefi Fakhr F., A Hybrid Meta-Heuristic Algorithm based on Imperialist Competition Algorithm. Journal of AI and Data Mining, Vol 6, No 1, pp. 59-67, 2018.
Chaudhary H., Panwar V., Sukavanam N., Chahar B., Imperialist Competitive Algorithm Optimised Adaptive Neuro Fuzzy Controller for Hybrid Force Position Control of an Industrial Robot Manipulator: A Comparative Study, Fuzzy Information and Engineering, Vol. 12, No. 4. pp. 435-451, 2021.
Khabbazi A., Atashpaz-Gargari E., Lucas C., Imperialist Competitive Algorithm for Minimum Bit Error Rate Beamforming, International Journal of Bio Inspired Compution, 1, No. 1, pp. 125-133, 2009.
Hosseini Nasab E., Khezri M., Khodamoradi M. S., Atashpaz Gargari E., An Application of Imperialist Competitive Algorithm to Simulation of Energy Demand Based on Economic Indicators: Evidence from Iran. European Journal of Scientific Research, Vol. 43, No. 4, pp. 495-506, 2010.
Ghoddosian A., Sheikhi Azqandi M., A Hybrid Imperialist Competitive Ant Colony Algorithm for Optimum Geometry Design of Frame Structures. Structural Engineering and Mechanics, Vol. 46, No. 3, pp. 403-416, 2013.
شیخی ازغندی, مجتبی, & صفایی فر, حسین. (1401). بهینه‌سازی عملکرد میراگر غیرخطی ضربه‌ای صلب سه‌جرمی در ارتعاشات آزاد با روش ترکیبی فراکاوشی. مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز, 52(3), 105-113. doi: 10.22034/jmeut.2022.48328.2996
MLA
مجتبی شیخی ازغندی; حسین صفایی فر. "بهینه‌سازی عملکرد میراگر غیرخطی ضربه‌ای صلب سه‌جرمی در ارتعاشات آزاد با روش ترکیبی فراکاوشی". مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز, 52, 3, 1401, 105-113. doi: 10.22034/jmeut.2022.48328.2996
HARVARD
شیخی ازغندی, مجتبی, صفایی فر, حسین. (1401). 'بهینه‌سازی عملکرد میراگر غیرخطی ضربه‌ای صلب سه‌جرمی در ارتعاشات آزاد با روش ترکیبی فراکاوشی', مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز, 52(3), pp. 105-113. doi: 10.22034/jmeut.2022.48328.2996
VANCOUVER
شیخی ازغندی, مجتبی, صفایی فر, حسین. بهینه‌سازی عملکرد میراگر غیرخطی ضربه‌ای صلب سه‌جرمی در ارتعاشات آزاد با روش ترکیبی فراکاوشی. مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز, 1401; 52(3): 105-113. doi: 10.22034/jmeut.2022.48328.2996
)