Finite element modeling of temperature load effects on the vibration of local modes in multi-cable structures

درک اثرات حرارتی بر ارتعاش حالت های محلی (غالب کابل) در ساختارهای چند کابل، یک کار پیچیده است. دشواری اصلی در اصلاح تغییر درجه حرارت تنش کابل است که پس از آن مشخص نیست. در این مقاله یک روش عنصر محدود برای بررسی اثرات بارهای حرارتی بر پویایی خطی ساختارهای چند کاناله خودجوش پیش بندی استفاده می شود. با توجه به اینکه شرایط مرزی با دقت مورد بررسی قرار می گیرند، تقسیم کابل با عناصر پرتو منحنی غیرخطی می تواند به درستی رفتار حرارتی کابل ها و همچنین دینامیک خطی آنها را نشان دهد. یک روش سه مرحله ای که هدف آن جایگزینی نیروهای پیشنهادی اعمال شده با شرایط پیوندی جابجایی است استفاده می شود. با وجود افزایش هزینه محاسباتی مربوط به درجه چرخش پرتو آزادی، چنین رویکرد دارای چندین مزیت است. عناصر محدودی پرتو غیر خطی معمولا در کدهای تجاری موجود هستند. روش کلی به دنبال یک تحلیل غیر خطی هندسی حرارتی است و به این ترتیب شامل منابع اصلی غیر خطی در سازه های چند کابل است. اثرات سختی خمش کابل، که می تواند قابل توجه باشد، به طور طبیعی به حساب می آید. دقت رویکرد عددی به واسطه یک مدل تحلیلی برای ارتعاش یک کابل تک کاناله تحت تغییر دما، ارزیابی می شود. سپس اثرات بارهای حرارتی برای دو پل کابلی مورد بررسی قرار می گیرد، تا مشخص شود چگونه فرکانس های طبیعی می توانند تحت تاثیر دما قرار گیرند. اگر چه غیرقابل انعطاف، تغییر نسبی معکوس فرکانس طبیعی ممکن است برای حالت های خاص محلی رخ دهد. این پدیده را می توان با دو مکانیزم متمایز توضیح داد: یکی مربوط به فیزیک درونی کابل ها و دیگری مربوط به انحراف حرارتی بالای ساختار است. نتایج عددی نشان می دهد که کابل ها نمی توانند از بقیه ساختار جدا شوند و اهمیت مدل سازی کل ساختار برای تحلیل کمی از اثرات دما بر پویایی پل های کابل.