طراحی و ساخت دستگاه تحریک‌کننده پنوماتیک متحرک برای شناسایی و تحلیل رفتار سازه‌ها در فرکانس‌های متغیر‌

Subject Areas : Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering

فیروز بختیاری‌نژاد ¹ , میثم میرزایی ² , مهدی وهابی ³ , امیر ابوالفضل صورتگر ⁴

1 - استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر.
2 - کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
3 - دانشجوی کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر.
4 - استادیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

Received: 2015-09-30 Accepted : 2015-09-30 Published : 2011-12-22

Keywords: فرکانس طبیعی, تحریک‌کننده, پنوماتیک, متحرک, نیروی ضربه‌ای, نیروی هارمونیک,

Abstract :

برای شناسایی و تحلیل ارتعاشی سازه‌ها اندازه گیری حداقل چند  فرکانس طبیعی اول  و شکل مودهای مربوطه ضروری است. اندازه‌گیری چند شکل اصلی مود‌ها مستلزم نصب چند حساسه در نقاط شکمی سازه و تحریک یک نقطه از سازه و یا نصب یک حساسه و تحریک همزمان  چند نقطه مشخص است. هر دو روش مستلزم داشتن تعداد زیادی حساسه شتاب و یا نیرو است. تحریک سازه می‌تواند توسط ضربه چکش، تحریک‌کننده‌های الکترو مغناطیس، آکوستیک و یا لیزری باشد. روش دیگر در اندازه‌گیری شکل مودهاکه نیازمند فقط یک حساسه نیرو و یک حساسه شتاب است،  تحریک‌کننده متحرک برای اعمال انواع بار‌های متحرک است. اعمال نیرو در تحریک کننده متحرک می‌تواند از انواع الکترو‌‌مغناطیس، هیدرولیک و یا پنوماتیک باشد. روش پنوماتیکی به علت پاکی و دقت می‌تواند از کارایی خوبی برخوردار بوده و برای ایجاد تحریک غیر تماسی مورد استفاده قرار گیرد. این نوع اعمال کننده نیرو که برای تحلیل سازه‌های حساس و شکننده که انواع دیگر تحریک کننده‌ها نظیر تحریک با چکش و تحریک تماسی الکترومغناطیس عملکرد مناسبی ندارند از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این مقاله، طراحی و ساخت دستگاه تحریک کننده پنوماتیک متحرک برای تحریک یک تیر با اعمال نیروهای ضربه‌ای، بار ثابت پله‌ای یا شیب ویا هارمونیک در سرعت‌های متغیر ارائه و عملکرد تحریک کننده با ایجاد تحریک بر روی یک تیر بررسی و با نتایج نظری مقایسه شده است

References:

[1] Farshidi R., Trieu D., Park S.S., Non-contact experimental modal analysis using air excitation and a microphone array, Journal of Measurement, Vol. 43, 2010, pp.  755–765.

[2] Vanlanduit S., Daerden F., Guillaume P., Experimental modal testing using pressurized air excitation, Journal of Sound and Vibration, 2007, pp. 299 83–98 .

[3] Hagedorn P., DasGupta A., Vibrations and Waves in Continuous Mechanical Systems, 2007.

[4] Stahle C.V., Phase sepration technique for ground vibration testing Aerospace Engineering, 2000.

[5] Fatemi M. , Greeneaf James, Vibro-acoustography: An imaging modality based on ultrasound stimulated acoustic emission, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 96, 1999, pp. 6603–6608

[6] Kennedy C.C., Panuc C.D.P., Use of vectors in vibration measurement and analysis, Journal Aeronautical Science ,Vol. 14, Issue.11,1997.

[7] Shigley J.E., Mechanical Engineering Design, McGraw-Hill,1989.

[8] Kennedy C.C., Panuc C.D.P., Use of vectors in vibration measurement and analysis, Journal Aeronautical Science ,Vol. 14, Issue.11,1997.

[9] Beards C. E., Structural Vibration: Analysis and Damping, John Wiley &Sons Inc,1996.