پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 399 |
| تعداد مقالات | 5,389 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,288,012 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,882,748 |
تحلیل پایداری شبیه‌سازی هیبرید زمان- واقعی با میراگر تنظیم شده مایع | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| دوره 55، شماره 5، مرداد 1402، صفحه 943-966 اصل مقاله (1.99 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2023.5115.7593 | ||
| نویسندگان | ||
| داریوش جلیلی؛ مصطفی نصیری* ؛ مرضیه رضازاده | ||
| گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی گلپایگان، دانشگاه صنعتی اصفهان، ایران، | ||
| چکیده | ||
| شبیه‌سازی هیبرید زمان واقعی، روشی برای تست اجزای فیزیکی یک سازه در کنار شبیه‌سازی عددی بقیه اجزای سازه است. نیروی بین قسمت فیزیکی و قسمت عددی توسط عملگر اعمال می‌شود. جابجایی و سرعت سازه فیزیکی به قسمت محاسباتی پس‌خوراند می‌شود تا نیروی لازم برای اعمال به قسمت فیزیکی بدست آید. در این مقاله، از شبیه‌سازی هیبرید زمان واقعی برای ارزیابی عملکرد یک میراگر تنظیم‌شده مایع استفاده شده است. یکی از عوامل مهم در ناپایداری این شبیه‌سازی، عدم توانایی عملگر در اجرای فرمان‌های ارسالی از طرف شبیه‌ساز زمان- واقعی است. در شبیه‌سازی هیبرید زمان- واقعی، دینامیک عملگر با یک تأخیر زمانی ثابت تقریب زده می‌شود که این تأخیر زمانی در حلقه بسته شبیه‌سازی باعث کاهش دقت یا ناپایداری می‌شود. بنابراین از معادلات دیفرانسیل تأخیری برای تعیین تأخیرهای زمانی بحرانی بر اساس پارامترهای میراگر تنظیم شده مایع استفاده شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که در تأخیرهای زمانی کم، محدوده پایداری برای نسبت جرم دارای حد پایین است و در تأخیرهای زمانی زیاد، محدوده پایداری برای نسبت جرم دارای حد بالا است. علاوه بر این، با افزایش نسبت جرم و دامنه، محدوده پایداری برای نسبت جرم کاهش می‌یابد. در نسبت جرم‌های بالا، حداکثر مقدار مجاز تأخیر زمانی با افزایش نسبت فرکانس افزایش یافته است ولی در نسبت جرم‌های پایین‌تر، محدوده مجاز تأخیر زمانی با افزایش نسبت فرکانس ابتدا کاهش و سپس افزایش یافته است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| میراگر تنظیم‌شده مایع؛ شبیه‌سازی هیبرید زمان- واقعی؛ معادلات دیفرانسیل تأخیری؛ تأخیر زمانی؛ پایداری | ||
| موضوعات | ||
| پایداری سازه؛ دینامیک سازه؛ روش های آزمایشگاهی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Stability Analysis of Real-Time Hybrid Simulation with a Tuned Liquid Damper | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Dariush Jalili؛ Mostafa Nasiri؛ Marzieh Rezazadeh | ||
| Mechanical Engineering Group, Golpayegan College of Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Real-time hybrid simulation (RTHS) is a form of testing where the physical component of structure communicate with numerical model which simulates the behavior of the rest of the structure. Interface forces between the experimental and computational substructure are imposed by an actuator. The resulting displacement and velocity of the experimental substructure are fed back to the computational engine to determine the interface forces applied to the computational and experimental substructures for the next time step. In this paper, the RTHS technique is used to conduct experiments with a numerically simulated structure and physically tested tuned liquid damper (TLD). One very important factor which causes instability in RTHS is the actuator's inability to perform the commands from the simulator in real-time. In RTHS, an actuator dynamic is approximated by a pure time-delay, and the time-delay in the closed loop system causes inaccuracy results or even instability. Therefore, Delayed Differential Equation (DDE) is used to determine the critical time-delays depending on the TLD parameters. Then, the compound stability condition is investigated for a general case and the results show that the mass ratio has a lower limit for low delays and upper limit for high delays to remain stable. As frequency and amplitude ratios increase, the margin of stability for the mass ratio increases. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Tuned liquid damper (TLD), real-time hybrid simulation (RTHS), delayed differential equation (DDE), time-delay, Stability | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] L. Sun, Y. Fujino, B. Pacheco, P. Chaiseri, Modelling of tuned liquid damper (TLD), Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 43(1-3) (1992) 1883-1894.. [2] L. Sun, Y. Fujino, P. Chaiseri, B. Pacheco, The properties of tuned liquid dampers using a TMD analogy, Earthquake engineering & structural dynamics, 24(7) (1995) 967-976. [3] J.K. Yu, T. Wakahara, D.A. Reed, A non‐linear numerical model of the tuned liquid damper, Earthquake engineering & structural dynamics, 28(6) (1999) 671-686. [4] R. Kamgar, F. Gholami, H.R. Zarif Sanayei, H. Heidarzadeh, Modified tuned liquid dampers for seismic protection of buildings considering soil–structure interaction effects, Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering, 44(1) (2020) 339-354. [5] K. McNamara, B. Awad, M. Tait, J. Love, Incompressible smoothed particle hydrodynamics model of a rectangular tuned liquid damper containing screens, Journal of Fluids and Structures, 103 (2021) 103295. [6] P. Shoaei, H.T. Oromi, A combined control strategy using tuned liquid dampers to reduce displacement demands of base-isolated structures: a probabilistic approach, Frontiers of Structural and Civil Engineering, 13(4) (2019) 890-903. [7] Brailsford, S.C., Eldabi, T., Kunc, M., Mustafee, N. and Osorio, A.F., 2019. Hybrid simulation modelling in operational research: A state-of-the-art review. European Journal of Operational Research, 278(3), 721-737, 2019. [8] S. Al-Subaihawi, J.M. Ricles, S.E. Quiel, Online explicit model updating of nonlinear viscous dampers for real time hybrid simulation, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 154 (2022) 107108. [9] Z. Fei, W. Jinting, J. Feng, L. Liqiao, Control performance comparison between tuned liquid damper and tuned liquid column damper using real-time hybrid simulation, Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 18(3) (2019) 695-701. [10] L. Huang, C. Chen, M. Chen, T. Guo, Effect of time-varying delay on stability of real-time hybrid simulation with multiple experimental substructures, Journal of Earthquake Engineering, 26(1) (2022) 357-382. [11] L. Huang, C. Chen, S. Huang, J. Wang, Stability of real-time hybrid simulation involving time-varying delay and direct integration algorithms, Journal of Vibration and Control, 28(13-14) (2022) 1818-1834. [12] X. Ning, Z. Wang, H. Zhou, B. Wu, Y. Ding, B. Xu, Robust actuator dynamics compensation method for real-time hybrid simulation, Mechanical Systems and Signal Processing, 131 (2019) 49-70. [13] T. Horiuchi, M. Inoue, T. Konno, Y. Namita, Real‐time hybrid experimental system with actuator delay compensation and its application to a piping system with energy absorber, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 28(10) (1999) 1121-1141. [14] T. Horiuchi, T. Konno, A new method for compensating actuator delay in real–time hybrid experiments, Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 359(1786) (2001) 1893-1909. [15] J.E. Carrion, B. Spencer, Real-time hybrid testing using model-based delay compensation, in: Proceedings of the 4th International Conference on Earthquake Engineering, 2006. [16] X. Shao, A. Reinhorn, M. Sivaselvan, Real-time dynamic hybrid testing using force-based substructuring, in: 100th Anniversary Earthquake Conference, San Francisco, CA, 2006. [17] C. Chen, Development and numerical simulation of hybrid effective force testing method, Lehigh University, 2007. [18] R. Christenson, Y.Z. Lin, A. Emmons, B. Bass, Large-scale experimental verification of semiactive control through real-time hybrid simulation, Journal of Structural Engineering, 134(4) (2008) 522-534. [19] C. Chen, J.M. Ricles, Tracking error-based servohydraulic actuator adaptive compensation for real-time hybrid simulation, Journal of structural engineering, 136(4) (2010) 432-440. [20] C. Chen, J.M. Ricles, T. Guo, Improved adaptive inverse compensation technique for real-time hybrid simulation, Journal of Engineering Mechanics, 138(12) (2012) 1432-1446. [21] J. Liu, S.J. Dyke, H.J. Liu, X.Y. Gao, B. Phillips, A novel integrated compensation method for actuator dynamics in real‐time hybrid structural testing, Structural Control and Health Monitoring, 20(7) (2013) 1057-1080. [22] R. Mirza Hessabi, A. Ashasi-Sorkhabi, O. Mercan, A new tracking error-based adaptive controller for servo-hydraulic actuator control, Journal of Vibration and Control, 22(12) (2016) 2824-2840. [23] B. Wu, Z. Wang, O.S. Bursi, Actuator dynamics compensation based on upper bound delay for real‐time hybrid simulation, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 42(12) (2013) 1749-1765.. [24] J. Zhao, C. French, C. Shield, T. Posbergh, Considerations for the development of real‐time dynamic testing using servo‐hydraulic actuation, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 32(11) (2003) 1773-1794. [25] R.Y. Jung, P. Benson Shing, Performance evaluation of a real‐time pseudodynamic test system, Earthquake engineering & structural dynamics, 35(7) (2006) 789-810. [26] O. Mercan, J.M. Ricles, Experimental studies on real-time testing of structures with elastomeric dampers, Journal of structural engineering, 135(9) (2009) 1124-1133. [27] F. Zhu, J.T. Wang, F. Jin, L.Q. Lu, Y. Gui, M.X. Zhou, Real‐time hybrid simulation of the size effect of tuned liquid dampers, Structural Control and Health Monitoring, 24(9) (2017) e1962. [28] J.T. Wang, Y. Gui, F. Zhu, F. Jin, M.X. Zhou, Real‐time hybrid simulation of multi‐story structures installed with tuned liquid damper, Structural Control and Health Monitoring, 23(7) (2016) 1015-1031. [29] F. Zhu, J.-T. Wang, F. Jin, L.-Q. Lu, Seismic performance of tuned liquid column dampers for structural control using real-time hybrid simulation, Journal of Earthquake Engineering, 20(8) (2016) 1370-1390. [30] M. Nasiri, A. Safi, Stability Anaysis of Real-time Hybrid Simulation for a Multi-story Structure Considering Time-delay of Hydrolic Actuator, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 51(3) (2019) 391-400. [31] O. Mercan, J.M. Ricles, Stability analysis for real‐time pseudodynamic and hybrid pseudodynamic testing with multiple sources of delay, Earthquake engineering & structural dynamics, 37(10) (2008) 1269-1293. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 263 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 359 |
||
