لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه105
فصل هفتم
بررسی تجزیه و تحلیل و طراحی بار دینامیکی:
1-7) مقدمه:
یک راه حل دقیق و ساده برای پاسخ یک سیستم مکانیکی به بارهای دینامیکی تنها زمانی است که سیستم شامل یک ترتیب ساده از توده ها و فنرها باشد و همچنین زمانی که تغییرات زمانی بار یک ساختار ریاضیاتی آسان باشد ساختارهای حقیقی و بارگذاری های حقیقی اغلب این شرایط را برآورده نمی کنند. به همین دلیل لازم است که در بسیاری از مسائل دینامیک ساختاری هم ساختار و هم بارگذاری مورد توجه قرار گیرد. شیوه های تئوری که در فصل 3 تا 6 آورده شده است این کار را امکان پذیر می سازد. این فصل با شیوه ها یی سرو کار دارد که می توان از آنها استفاده بهینه و کامل کرد. به عنوان یک مثال از مشکلاتی که موجود می باشد
می خواهیم که یکی از ساختارهای ساده را در نظر بگیریم: یک شعاع پشتیبان شده ساده – به دلیل تودة توزیع شده و گسترش یافته شعاع یک رقم نامحدود از ارقام آزادی (Freedom) دارد. وضوحا ساختار باید تنها با در نظر گرفتن مقدار کمی از این ارقام بهینه سازی شود. خوشبختانه بهینه سازی می تواند در بسیاری از موارد بدون ایجاد اشتباهات بزرگ در راه حل گسترش یابد: تنها نمای اول نیاز به درنظر گرفتن دارد و سیستم می تواند توسط یک تودة متمرکز شده که توسط یک فنر پشتیبانی می شود نشان داده شود. سپس راه حل نسبتا ساده خواهد شد. هنگامی که دینامیک بهینه سازی شده روی ساختارها بارگذاری می شوند، دو ساده سازی معمولا مورد نیاز است؛ اولی شامل گسترش ژئومتری بار روی ساختار است. اگر برای اهداف تجزیه و تحلیل تودة سیستم متمرکز شده در نقاط خاصی باشد، بارها باید در نقاط مشابهی به کار برده شوند. این مورد نیازمند تغییراتی در بزرگی بارها است. مورد ساده سازی دوم شامل تغییر زمان بار است؛ اگر یک شیوة رقمی برای بررسی به کار برده شود، بهینه سازی این تابع یا ساختار لازم نیست زیرا هرگونه تغییر می تواند بدست گرفته شود. اگر چه اگر یک راه حل مستقیم مورد نظر باشد،منحنی زمان و بار باید به عنوان یک عبارت ریاضیاتی ساده در نظر گرفته شود که ممکن است تنها بارگذاری حقیقی را تخمین و برآورد کند.
2-7) سیستم های ایده آل شده:
شکل 1-7 سه ساختار ساده را به همراه سیستم های دینامیکی معادل یا ایده آل شده نشان می دهد که ممکن است این ساختارها برای بررسی و تجزیه تحلیل مورد استفاده قرار گیرند. در هر مورد، ساختار توسط یک ترتیب از توده ها ی متمرکز شده که با فنرها پشتیبانی و متصل شده اند نشان داده می شود. سیستم های معادل رقم محدودی از ارقام آزادی دارند و بنابراین می توانند با موردهای مربوط بررسی شوند. ارقام آزادی باید با نماهای مهم ساختار حقیقی مطابقت داشته باشند. تحلیل گران معمولا به انحراف ساختار علاقه مند هستند و بنابراین انتخاب سیستم معادل مانند سیستمی که در آن انحرافات توده های متمرکز شده همانند با آنهایی هستند که نقاط خاصی روی ساختاری حقیقی دارند مورد نظر است.
است همیشه انحراف ها مرتبط با فشارها باشند. در شیوه های مختلف انحرافات ماکسیمم ارائه شده معمولا تعیین می شوند اما باید توجه شود که این ها می توانند در واقع تبدیل به فشارهای ماکسیمم شوند این فشارها در اشتباه با میزانی است که می تواند توسط نماهای نادیده گرفته شدة تغییر توزیع شوند. در شکل a1-7 شعاع حفاظت شده که مورد هدف یک بار دینامیکی توزیع شدة یکنواخت است با نمای سیستم معادل نشان داده شده است. این سیستم به طوری انتخاب شده است که انحراف از یک تودة متمرکز شده در تمامی زمان ها برابر با انحراف دورة میانی شعاع حقیقی است. با نادیده گرفتن نماهای بالاتر، این مورد ممکن است انجام شود البته در صورتی که پارامترهای معادل Pe، Me و Ke مطابق با روابط انرژی خاصی مانند آنچه که در بخش 6-7 توصیف شد تعیین شوند. واضح است که انحراف پایدار و فرکانس طبیعی سیستم معادل باید مشابه ساختار واقعی باشند. اگر شعاع تحت تغییر شکل ارتجاعی به پیش رود، فنر نیز باید ویژگی های ارتجاعی داشته باشد. دوباره تنها با در نظر گرفتن نمای بنیادی، پایداری یا مقاومت شعاع واقعی یا سیستم معادل ممکن است در شرایط جابجایی بیان شود. در میزان ارتجاعی مقاومت با رابطه های زیر ارائه می شود: (1-7) و (2-7) که برای سیستم معادل ارائه می شود. اگر تغییر شکل ارتجاعی در نظر گرفته شود ساختار مقاومت کامل ممکن است هر یک از سه منحنی نشان داده شد و در شکل a2-7 باشد. منحنی A مطابق با یک مادة شکننده است در حالی منحنی B می تواند برای یک ساختار که از مادة انعطاف پذیر تشکیل شده است به کار رود مانند استیل یا فولاد برای منحنی یا مقاومت در بالای میزان خاصی از انحراف کاهش می یابد.
این معمولا یکی از خواص ماده نیست بلکه با ترکیبی از فشار مستقیم و خم شدگی در عضو ایجاد می شود که توسط مقاومت یا تاب برداشتگی ارتجاعی ایجاد می شود. تابع یا ساختار مقاومت برای اکثر ساختارها که در این قسمت بحث شد می تواند با منحنی که در شکل b2-7 آورده شده است بهینه سازی شود. ساختار مقاومت سیستم دینامیک معادل شکل مشابهی ارائه می دهد. سیستم های معادل برای چهارچوب های ساختمانی که مورد هدف بارهای دینامیکی جانبی هستند در شکل b1-7 و c نشان داده شده اند. از آنجایی که کف ها و سقف ها به عنوان اجسام سخت و محکم عنوان می شوند و از آنجایی که اغلب توده های ساختمانی در این سطوح واقع می شوند، توده های متمرکز شدة سیستم معادل در نقاط مشابهی واقع می شوند. ستون ها ممکن است با فنرها به توده ها متصل شوند. یک توضیح مفصل از شیوه هایی که توسط آنها سیستم های معادل تقریبی انتخاب می شوند در بخش 5-7 آورده شده است. اگرچه شیوه های ساده تر شدة بررسی های دینامیکی برای چنین سیستم هایی اول بحث خواهد شد. انتخاب پارامترهای معادل تیر پس از این توضیحات معنی بیشتری خواهد داشت.
تحقیق در مورد بررسی تجزیه و تحلیل و طراحی بار دینامیکی