پديد آورنده :
سروستان، وحيد
عنوان :
پاسخ ديناميكي تير تيموشنكوي ترك دار هنگام گذر بار به كمك روش المان محدود طيفي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
بيست و يك،141ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
حميدرضا ميردامادي، مصطفي غيور
توصيفگر ها :
تير ترك دار , تير اويلر - برنولي , گذر جرم , تابع شكل ديناميكي , ماتريس سختي ديناميكي
تاريخ نمايه سازي :
94/1/19
استاد داور :
سعيد ضيايي راد، حسن موسوي
چكيده فارسي :
چكيده يكي از مهمترين و قديميترين پرسمانهاي ديناميك سازه آناليز رفتار ديناميكي تيرها هنگام گذر بار است ارتعاشات شديد به وجود آمده در اين سازهها به ويژه در هنگام حضور جرمهاي سنگين و سرعت بالا مي تواند آسيبهاي جبران ناپذيري را به بار آورد تئور ها اويلر برنولي و تيموشنكو دو تئور مهم در بررسي رفتار ديناميكي تيرها به شمار مي آيند همچنين يكي از كاستيهاي معمول در سازهها ترك است كه ميتواند تاثير نامناسبي بر رفتار سازه داشته باشد تا جايي كه سبب ويراني آن گردد رو هم رفته دو مدل ترك همواره باز وترك باز و بسته شونده در نظر گرفته ميشوند آنچه در اين پژوهش مورد بررسي قرار ميگيرد ترك همواره باز مي باشد براي مدل سازي اين نوع ترك در تير تيموشنكو از مدل يك فنر پيچشي و يك فنر خطي بهره برده شده است در اين مدل تير تركدار با مجموعهاي از تيرهاي سالم جايگزين ميشود كه در محل ترك با فنرهايي كه سختي آنها از مكانيك شكست بهدست ميآيد به يكديگر متصل ميگردند روشهاي حل پرسمانهاي ارتعاشي موجود در اين زمينه ميتواند گوناگون و ناهمسان باشند يكي از اين روشهاي كارساز كاربرد روش المانهاي محدود طيفي است كه براساس آن زمان و هزينهي محاسبه كاهش يافته و يا بهينه ميگردد روش المان محدود طيفي به عنوان روش مدل سازي دقيق سازههاي مهندسي شناخته ميشود فرمولبندي المانهاي محدود طيفي دربردارندهي معادلههاي ديفرانسيل پارهاي حركت ميدان جابهجايي تابعهاي شكل و ماتريسهاي المان طيفي ماتريس سختي ديناميكي طيفي مي باشد دراين زمينه پرسمانها درحوزهي فركانس مورد بررسي قرار مي گيرند بيان نيرو در حوزهي فركانس استخراج ماتريس سختي ديناميكي تير تركدار و ارايهي مدل طيفي براي پديدهي گذر جرم از روي تير اويلر برنولي و تيموشنكو از اقدامهاي مهم در اين پژوهش است براي مدلسازي پديدهي گذر جرم از روي تير مدل تقريبي جرم ساكن در تير به كار گرفته شده است در اين مدل يك جرم برابر با جرم در حال گذر در مركز تير وبه صورت ساكن در نظر گرفته ميشود و پاسخ به نيرو در حال گذر از رو تير به دست ميآيد اين نيرو در حال گذر برابر با وزن جرم است در اين پژوهش پاسخها از روش المان محدود طيفي بهدست آمده و با پاسخهاي تحليلي يا تحليلي عددي و همچنين پاسخهاي برآمده از روش المان محدود كلاسيك با تعداد المانها گوناگون سنجيده ميشوند دقت پاسخها بهدست آمده از روش المان محدود طيفي و نزديكي آنها با حلها تحليلي و نيمه تحليلي موجود از روش المان محدود كلاسيك بيشتر است كليد واژگان تير تركدار تير اويلر برنولي تير تيموشنكو گذر جـرم ـ المان محدود طيفي تابع شكل ديناميكي ماتريس سختي ديناميكي
چكيده انگليسي :
Dynamic Response of Cracked Timoshenko Beam Subjected to Moving Load by Spectral FEM Vahid Sarvestan v sarvestan@me iut ac ir Date of Submission 2014 12 20 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Language PersianDegree Master of ScienceSupervisors 1 Hamidreza Mirdamadi hrmirdamadi@cc iut ac ir 2 Mostafa Ghayour ghayour@cc iut ac irAbstract One of the most important problems facing structural and design engineers is the analysis of dynamicbehavior of beams subjected to moving loads and masses Moving objects have a great effect on dynamicstresses in such structures and cause them to vibrate intensively especially at high velocities Euler Bernoulli and Timoshenko theories are best modeling of beams in literatures Crack is one of the mostcommon defects in a structure may result in a dangerous effect on the behavior of structures It may alsolead to improper structural performance which can eventually destroy the structure In the literatures twomodels of crack open and breathing crack are investigated In this thesis open crack is considered Thecracked beam is modeled as two segments connected by massless springs at the crack position In thiscase crack is modeled by a torsional spring in Euler Bernoulli beam and torsional linear springs inTimoshenko beam The dynamic behavior of structures has been studied by several analytical andnumerical methods The spectral element model is known to provide very accurate structural dynamiccharacteristics and involve partial differential equations of motion displacement fields shape functionsand dynamic stiffness matrix This method reduce the number of degree of freedom to resolve thecomputational and costs problems In this thesis frequency domain representation of moving load extracting the dynamic stiffness matrix for cracked beam and spectral element model for moving massproblem is considered The force vector for each spectral element is evaluated in frequency domain formoving load with constant velocity and acceleration Spectral element model is developed for movingmass on beams by using an approximate model namely a stationary mass model SM model The SMmodel is based on adding a stationary concentrated mass point mass and equivalent to the moving massat the beam center and then calculate the dynamic response due to a moving load equivalent to the weightof stationary concentrated mass The accuracy of results obtained from spectral finite element formulationis compared with those of finite element FE method and analytical formulations whenever available The SFE results display remarkable superiority compared to FE results in reducing number of elements aswell as increasing numerical accuracy Keywords Cracked beam Euler Bernoulli beam Timoshenko beam Moving mass Spectralelement method Dynamic shape function Dynamic stiffness matrix
استاد راهنما :
حميدرضا ميردامادي، مصطفي غيور
استاد داور :
سعيد ضيايي راد، حسن موسوي
