کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6737440 1429061 2018 15 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A novel tension estimation approach for elastic cables by elimination of complex boundary condition effects employing mode shape functions
ترجمه فارسی عنوان
یک رویکرد برآورد کشش کششی برای کابلهای الاستیک با حذف اثرات شرایط مرزی پیچیده با استفاده از توابع شکل حالت
کلمات کلیدی
تنش، کابل، حالت عملکرد حالت، محدودیت مرزی پیچیده، جزء سینوسی، جزء هیپربولیک،
ترجمه چکیده
برای ایجاد یک پایه ریاضی دقیق برای یک روش تعیین اخیر تنش با استفاده از توابع شکل حالت، معادلات فرکانس و توابع حالت شکل برای کابل های ارتعاشی با انواع مختلف شرایط مرزی ابتدا در این تحقیق مشتق شده است. با توجه به این اصطلاحات تحلیلی از لحاظ پارامترهای بی معنی، تأیید می شود که توابع شکل حالت مرتبط با شرایط مرزی پیچیده، به طور عمده توسط اجزای سینوسی تشکیل شده اند تا گزینه ای مناسب تر از معادلات فرکانس متقابل را نشان دهند. بر اساس این کشف، کشش کابل می تواند به طور کلی با یک فرمول صریح مشابه با آن مورد برای محدودیت های مرزهای جانبی در هر دو به پایان می رسد. با این وجود طول ارتعاش موثر برای هر حالت انتخاب شده در فرمول قبل از تعیین با استفاده از عملکرد سینوسی مربوطه با نسبت های شکل حالت شناسایی شده از اندازه گیری های هماهنگ چندگانه، باید پیش از آن تعیین شود. مطالعه پارامتری بر روی اشکال حالت مشتق شده نیز انجام شده است تا به طور سیستماتیک اثر تداخل مولفه هیپربولیکی در نزدیکی مرزها را بررسی و دستورالعمل های ارزشمندی برای استفاده از حسگر در برنامه های مهندسی ارائه دهد. در نهایت، عملکرد روش های توسعه یافته در موارد با محدودیت های مرزی بیشتر شامل نمونه های عددی مثبت و آزمایش های آزمایشگاهی می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه علوم زمین و سیارات مهندسی ژئوتکنیک و زمین شناسی مهندسی
پیش نمایش مقاله
یک رویکرد برآورد کشش کششی برای کابلهای الاستیک با حذف اثرات شرایط مرزی پیچیده با استفاده از توابع شکل حالت
چکیده انگلیسی
To establish a rigorous mathematical foundation for a recently developed tension determination method incorporating the mode shape functions, the frequency equations and mode shape functions for the vibrating cables with various types of boundary conditions are first derived in this research. According to these analytical expressions in terms of dimensionless parameters, it is confirmed that the mode shape functions associated with complicated boundary conditions are all dominantly contributed by the sinusoidal components to suggest a more convenient option than the intertwined frequency equations. Based on this discovery, the cable tension can be generally decided with an explicit formula similar to that for the case with hinged boundary constraints at both ends. The effective vibration length for each selected mode in the formula, however, needs to be pre-determined by fitting the corresponding sinusoidal function with the mode shape ratios identified from multiple synchronized measurements. Parametric study is also conducted on the derived mode shapes to systematically investigate the interference effect of the hyperbolic component near the boundaries and provide valuable guidelines for the sensor deployment in engineering applications. Finally, the performance of the developed methodology in the cases with more involved boundary constraints is certified with demonstrative numerical examples and laboratory experiments.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Engineering Structures - Volume 166, 1 July 2018, Pages 152-166
نویسندگان
, , , ,