تحلیل سازه‌ای و شبیه‌سازی عددی تیر کامپوزیت تحت بار متحرک نوسانی بر روی بستر ویسکوالاستیک پسترنک
محورهای موضوعی : جذب ارتعاش
محمد جواد رضوانی
1
(استادیار، مرکز تحقیقات انرژی و توسعه پایدار، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران)
روح الله رضایی
2
(دانشجو ارشد در شرف فراغت از تحصیل)
کلید واژه: شبیه‌سازی عددی, تئوری مرتبه اول برشی, تیر مرکب, بار متحرک نوسانی, بستر ویسکوالاستیک پسترنک,
چکیده مقاله :
در این مقاله، پاسخ دینامیکی تیر تیموشنکو با طول بینهایت تحت اثر بار متحرک نوسانی با استفاده از تئوری مرتبه اول برشی مطالعه می‌شود. تیر مورد نظر از جنس ماده مرکب ساخته شده و .روی بستر ویسکوالاستیک تعمیم یافته پسترنک قرار دارد. خصوصیات مکانیکی تیر در جهت ضخامت تغییر می‌کند ولی در جهت محور تیر ثابت فرض می‌شود. ابتدا با توجه به لایه‌گذاری ضربدری میدان جابجایی مناسب انتخاب می‌شود. سپس توسط اصل مینیمم کل انرژی پتانسیل معادلات دیفرانسیل حرکت استخراج گشته و با اعمال تبدیل فوریه مختلط نامتناهی حل می‌گردند. در این مطالعه، با استفاده از شبیه‌سازی عددی اثر پارامترهایی مختلف از قبیل سرعت بار متحرک، فرکانس بار متحرک، سفتی قائم بستر و ضریب ویسکوزیته بستر بر روی خیز تیر، نیروی برش و تنش برحسب فاصله از بار متحرک رسم شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش سفتی قائم بستر، ضریب ویسکوزیته لایه برشی بستر و فرکانس بار متحرک باعث کاهش خیز، نیروی برش و تنش خمشی تیر می‌شود. همچنین، نتایج حاصل از تئوری مرتبه اول برشی با نتایج شبیه سازی عددی مقایسه شده و تطابق خوبی حاصل شده است. بنابراین شبیه سازی عددی می تواند پاسخ دینامیکی تیر کامپوزیت تحت بار متحرک را به خوبی بدست آورد.
In this paper, dynamic response of an infinite Timoshenko beam subjected to a harmonic moving load based on the first order shear deformation theory (FSDT) is studied. The beam made of a symmetric laminated composite that is located on a generalized Pasternak viscoelastic foundation. It is assumed that the mechanical properties of the beam change in the direction of the beam thickness but remain constant in the axial direction. By selection of an appropriate displacement field for the composite beam, and using the principle of total minimum potential energy, the governing partial differential equations of motion are obtained and solved through a complex infinite Fourier transformation method. In this study, by using numerical simulation, the effects of stiffness, damping and shear layer viscosity coefficient of foundation, velocity and frequency of the moving load over the beam response are studied. Then, the numerical simulation results for deflection, shear force and bending stress are abtained. The results show that, when the normal stiffness, shear layer viscosity coefficient, velocity and frequency of the moving load increases, the deflection, shear force and bending stress of the composite beam decreases. The results obtained from the FSDT are compared with the results of a finite element and good agreement is found. Therefore, the dynamic responses of the composite beam under moving load can be found with high accuracy by using the finite element method.