کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6954250 1451828 2018 26 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A new modal superposition method for nonlinear vibration analysis of structures using hybrid mode shapes
ترجمه فارسی عنوان
یک روش جمع آوری مودال جدید برای تجزیه و تحلیل ارتعاش غیر خطی ساختارها با استفاده از اشکال هیبرید حالت
کلمات کلیدی
روش غربالگری مودال، اشکال حالت ترکیبی، ارتعاشات غیر خطی، توصیف روش عملکرد، مدل سفارش کاهش یافته،
ترجمه چکیده
در این مقاله، یک روش جدید ابررسانایی مودال بر اساس یک مفهوم شکل حالت ترکیبی برای تعیین پاسخ ارتعاش حالت پایدار ساختارهای غیر خطی طراحی شده است. این روش به طور خاص برای سیستم هایی با غیر خطی طراحی شده است که در آن سختی سیستم ممکن است مقادیر محدود کننده ای را به دست آورد. تغییرات سختی این سیستم های غیر خطی، امکان تعیین سیستم های مختلف خطی مربوط به هر مقدار سختی معادل محدود را فراهم می کند. علاوه بر این، پاسخ سیستم غیر خطی به وسیله محدوده این سیستم های خطی محدود می شود. در این مطالعه، یک روش فوق ستاده مودال با استفاده از شکلهای جدید هیبرید حالت که به عنوان ترکیب خطی بردارهای مودال سیستمهای خطی محدود تعریف شده است، برای تعیین پاسخ دوره ای سیستم های غیر خطی پیشنهاد شده است. در این روش پاسخ سیستم غیر خطی در حالت های ترکیبی به جای حالت های سیستم خطی پایه نوشته شده است. این باعث کاهش تعداد حالت هایی می شود که باید برای یک راه حل دقیق حفظ شوند، که به نوبه خود تعداد معادلات غیر خطی را که باید حل شوند کاهش می دهد. به این ترتیب زمان محاسبه برای محاسبه پاسخ به صورت مستقیم کاهش می یابد. در راه حل، معادلات حرکت به صورت مجموعه ای از معادلات جبری غیر خطی با استفاده از روش تابع توصیفی تبدیل می شوند و راه حل عددی با استفاده از روش نیوتن با ادامه طول قوس بدست می آید. روش توسعه یافته بر روی دو سیستم مختلف اعمال می شود: یک مدل پارامتر توزیع شده و یک مدل عنصر محدود. چندین مطالعه موردی انجام شده است و دقت و کارایی محاسباتی روش پیشنهادی مدال پیشنهاد شده با اشکال هیبریدی با آنهایی که از روش کلاسیک قرار دادن مودال که با استفاده از اشکال حالت سیستم خطی زیرین مقایسه می شود، مقایسه می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر پردازش سیگنال
پیش نمایش مقاله
یک روش جمع آوری مودال جدید برای تجزیه و تحلیل ارتعاش غیر خطی ساختارها با استفاده از اشکال هیبرید حالت
چکیده انگلیسی
In this paper, a new modal superposition method based on a hybrid mode shape concept is developed for the determination of steady state vibration response of nonlinear structures. The method is developed specifically for systems having nonlinearities where the stiffness of the system may take different limiting values. Stiffness variation of these nonlinear systems enables one to define different linear systems corresponding to each value of the limiting equivalent stiffness. Moreover, the response of the nonlinear system is bounded by the confinement of these linear systems. In this study, a modal superposition method utilizing novel hybrid mode shapes which are defined as linear combinations of the modal vectors of the limiting linear systems is proposed to determine periodic response of nonlinear systems. In this method the response of the nonlinear system is written in terms of hybrid modes instead of the modes of the underlying linear system. This provides decrease of the number of modes that should be retained for an accurate solution, which in turn reduces the number of nonlinear equations to be solved. In this way, computational time for response calculation is directly curtailed. In the solution, the equations of motion are converted to a set of nonlinear algebraic equations by using describing function approach, and the numerical solution is obtained by using Newton's method with arc-length continuation. The method developed is applied on two different systems: a lumped parameter model and a finite element model. Several case studies are performed and the accuracy and computational efficiency of the proposed modal superposition method with hybrid mode shapes are compared with those of the classical modal superposition method which utilizes the mode shapes of the underlying linear system.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Mechanical Systems and Signal Processing - Volume 107, July 2018, Pages 317-342
نویسندگان
, , ,