پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 404 |
| تعداد مقالات | 5,423 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,528,084 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,023,891 |
شیوه‌ای نوین در تعیین مدهای طبیعی و فرکانس‌های متناظر سیستم‌های با چند درجه آزادی بر اساس مفهوم گره ارتعاش | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| دوره 54، شماره 1، فروردین 1401، صفحه 229-246 اصل مقاله (2.4 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2021.18638.6913 | ||
| نویسنده | ||
| علی اصغر صفوی* | ||
| دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه گلستان، گلستان، ایران. | ||
| چکیده | ||
| روش‌های گوناگون تحلیل دینامیکی سازه‌ها با مفهوم مدهای طبیعی سر و کار دارند و در ریاضیات به مدهای طبیعی اصطلاحا بردارهای مشخصه گفته می‌شود. روش مرسوم برای تعیین مدهای طبیعی یک سیستم حل مسئله مقادیر ویژه است. در این روش بر اساس ماتریس‌های سختی و جرم، ماتریس مشخصه ساخته می‌شود که با صفر قرار دادن دترمینان آن، فرکانس2های طبیعی سیستم به دست می‌آید. با تعیین فرکانس‌ها، بردار مدهای ارتعاش ساخته می‌شوند. روشی که در این مقاله بیان می‌شود مبتنی بر تعیین مکان (مکانهایی) است که در هر شکل مد، جابجایی آن (آنها) صفر است که به گره موسوم است. در واقع با این روش، یک سیستم با چند درجه آزادی در هر مد به چند سیستم با یک درجه آزادی تبدیل می‌شود که در محل گره‌های فرضی از یکدیگر جدا شده‌اند. جرم‌های سیستم‌های مزبور به طور همزمان، با یک فرکانس ارتعاش می‌کنند که همان فرکانس ارتعاش در مد مورد نظر است. هر فنری که بین دو جرم مجاور قرار دارد، در محل گره به دو فنر متوالی تفکیک می‌شود، به طوری که فنر اولیه دارای سختی معادل فنرهای متوالی (سری) است. این روش درک فیزیکی مناسبی برای مفهوم مد ارتعاش ارائه می‌کند. روش به کار رفته دقیق بوده و در برخی موارد، ساده و سریعتر از روش مرسوم عمل می‌کند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| مدهای طبیعی؛ فرکانس طبیعی؛ گره؛ سیستم با چند درجه آزادی؛ سیستم‌های با یک درجه آزادی | ||
| موضوعات | ||
| دینامیک سازه؛ دینامیک سازه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| A new method for determining natural modes and their frequencies with the concept of node in vibrations of M-DOFs | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Aliasghar Safavi | ||
| Lecturer at Engineering Department of Golestan University | ||
| چکیده [English] | ||
| This paper evaluates the vibration of M-DOF systems by calculating the natural frequencies and mode shapes. The introduced method is established on the base of the node concept, which is the point of a mode shape with zero displacement. In this method, a system with two or more degrees of freedom is transformed into two or more isolated systems with one- DOF. Those systems are isolated in node places and vibrate with the same frequencies in every mode. Each spring located between two adjacent lumped masses will be converted to series combination of two separated springs. The stiffness of the first spring is equal to the effective stiffness of the two series separated springs. The proposed method provides a good physical understanding about the concept of vibration modes. Besides, this method is accurate and sometimes is simpler and quicker than the common method. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Natural modes, Natural frequencies, Node, M-DOFs system, One- DOF systems | ||
| مراجع | ||
|
[1] R. W. Clough and J. Penzin (2003), "Dynamics of Structures". 2nd ed., CSI Computers & Structures, Berkeley, Calif., USA. [2] M.A. Namjooyan, M.R. Karimian, H. Borsalani and R. Rahgozar (2014), "A New Equation for Estimating the Experimental Period of Steel Moment Frames". 5th National Conference on Earthquake and Structures, Kerman, Iran (in Persian). [3] F. Ahmadi Danesh and E. Rafiee (2015), "Effects of Upper Modes on the Seismic Behavior of Tall Buildings". International Conference on Architectural, Civil and Urban in Millennium, Association of Iranian Architectures, Tehran, Iran (in Persian). [4] Do Hyun Kim and Ji Young Kim (2014), "Assessment on Natural Frequencies of Structures using Field Measurement and FE Analysis". International Journal of High-Rise Building, Vol. 3, No. 4, pp. 305-310. [5] M. Jalili Sadr Abad, M. Mahmoudi and E. H. Dowell (2017), "Dynamic Analysis of SDOF Systems Using Modified Energy Method". ASIAN JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING (BHRC), Vol. 18, No. 7, pp. 1125-1146. [6] I. Mehdipour, D.D. Ganji, M. Mozaffari (2010) "Application of the Energy Balance method to nonlinear vibrating equations". Current Applied Physics, Vol.10, pp. 104-12. [7] H. Babazadeh, D.D. Ganji, M. Akbarzade, (2008), "He’s energy balance method to evaluate the effect of amplitude on the natural frequency in nonlinear vibration systems". Progress in Electromagnetic Research M, Vol. 4, pp. 143–154. [8] M. Paz and W. Leigh (2005), "Structural Dynamic: Theory and Computation". Kluwer Academic Publishers, 5th Ed., USA. [9] Anil K. Chopra (2012), "Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering". PRENTICE-HALL, 4th Ed. USA. [10] K. Bargi (2018), "Dynamic of Structures". 2nd ed., University of Tehran Pub., Tehran, Iran (in Persian). [11] M. M. Khatibi, M. R. Ashory and A. R. Albooyeh (2010), "Numerical and Experimental Consideration of Frequency Domain Decomposition Method for Modal Parameters Identification of Structure". Journal of Modeling in Engineering, Vol.8, No.21, pp. 83-95, (in Persian). [12] H. Sarparast, M.R. Ashory, P. Ebadi and M.M. Khatibi. (2013), "Modal Parameter Identification of a Structure Subjected to Ambient Load Using Output Analysis". Modares Mechanical Engineering, Vol.13, No.5, pp. 63-73, URL: http://journals.modares.ac.ir/article-15-6751-fa.html (in Persian). [13] E. Ghandi and B. Rafezy, (2016), "The effect of axial loads on free vibration of symmetric frame structures using continuous system method". Journal of Structural and Construction Engineering, Vol. 3, No. 2 [14] B. Rafezy, A. Zare and W. P. Howson (2007), "Coupled lateral–torsional frequencies of asymmetric, three-dimensional frame structures". International Journal of Solids and Structures, Vol. 44, pp. 128-144. [15] B. Rafezy and W. P. Howson (2008), "Vibration analysis of doubly asymmetric, three-dimensional structures comprising wall and frame assemblies with variable cross-section". Journal of Sound and Vibration, Vol. 318, No. 1-2, pp. 247-266. [16] B. Rafezy and W. P. Howson (2009), "Coupled lateral-torsional frequencies of asymmetric, three-dimensional structures comprising shear-wall and core assemblies with stepwise variable cross-section". Engineering Structures, Vol. 31, No. 8, pp. 1903-1915. [17] M. bambaeechee and M. Hoseinalizadeh Toni (2019), "Free vibration analysis of semi-rigid frames with elastic rotational restraints and inhomogeneous members". Journal of Modeling in Engineering, Vol. 17, No. 58, pp. 15-25, (in Persian). [18] J.G.A. Croll (1975), "Coupled Vibration Modes", Journal of Sound and Vibration, Vol. 38, No.1, pp. 27-37. [19] S. Rajasekaran (2009), "Differential quadrature and transformation methods for vibration problems in relation to structural dynamics during earthquakes", A volume in Wood-head Publishing Series in Civil and Structural Engineering, pp. 525-567 (book). [20] J.A. Zakeri and M. Shahbabayee (2014), "Evaluation of Stiffness effect of Flexible Bases on Natural Frequencies and Vibration Modes in Free Vibration of Two- bay Beams", Journal of transportation engineering, Vol. 7, No. 1, pp. 45-54, (in Persian). [21] Xiantong Huang, Xiyan Hu and Lei Zhang (2007), "Physical parameters reconstruction of a fixed–fixed mass-spring system from its characteristic data", Journal of Computational and Applied Mathematics, Vol. 206, pp. 645–655. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 677 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,342 |
||