روشی برای تحلیل حساسیت و اصلاح فرکانسهای ارتعاشی سازه‌های برشی (سیستم جرم و فنر متوالی)
محورهای موضوعی : انتقال ارتعاشات
محمدرضا تابش‌پور
1
(استادیار، قطب علمی هیدرودینامیک و دینامیک متحرک‌های دریایی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف)
کلید واژه: آنالیز حساسیت, به هنگام نمودن فرکانس, روش های تقریبی, روش تکراری, سیستم برشی,
چکیده مقاله :
تعیین میزان حساسیت خصوصیات ارتعاشی (فرکانس ها و اشکال مودی) یک سیستم مکانیکی نسبت به تغییر در پارامترهای سازه ای آن (جرم و سختی) از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. روشهای اولیه ارائه شده در این زمینه،بر مبنای آنالیز حساسیت مرتبه اول بوده است. ولی بعلت وجود محدودیت های زیاد در کاربرد آنها، مطالعات گسترده ای برای ارائه روشهای مؤثر وجامع دیگری در این زمینه بعمل آمده است. از جمله این روشها میتوان به روش آنالیز حساسیت مرتبه دوم اشاره نمود. این روشهای تقریبی فقط برای تغییرات سازه ای اندک قابل استفاده می باشند. در این مقاله یک روش جدید برای به هنگام نمودن فرکانس ارتعاشی سیستم های برشی ارائه شده است. این روش در مقایسه با روش های پیشنهادی دیگر، ساده تر بوده و زمان محاسبه کمتری نیاز دارد. روش مزبور به صورت تکراری بوده و هر یک از فرکانس های ارتعاشی را می توان تا دقت مطلوب، اصلاح کرد. با توجه به اهمیت تنظیم خصوصیات سازه های برشی در کنترل پاسخ آنها تحت اثر بارهای خارجی، خصوصا بار ناشی از زلزله، روش حاضر می تواند به نحو مؤثری در اصلاح فرکانس های سیستم عمل کند. عملکرد روش پیشنهادی با استفاده از چند مثال عددی مورد بررسی قرار گرفته است.
Determining the sensitivity of vibratory characteristics of a dynamic system (frequencies and mode shapes) due to changes in its mass or stiffness properties is of significant importance. The original algorithms developed were on the basis of the first order sensitivity analysis. However, due to the limitations of these methods, extensive studies performed to develop more efficient methods for this purpose. The second order sensitivity analyses based methods are among the developed algorithms. Both the first and second order sensitivity analyses algorithms lead to acceptable results for only small changes in mass and stiffness of dynamic systems. In this paper, a new method for frequency updating of shear systems is presented based on shear building properties. The method is simple and needs less computation time compared to other methods. An iterative algorithm is developed by which the frequencies of the modified shear system can be determined to the desired accuracy. Since the tuning of the dynamic characteristics of the shear building systems has an important role in controlling their response against external loading, especially earthquake loading, this method can perform efficiently in frequency updating of the system. The performance of the proposed method is investigated using some numerical examples.