این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی عمران مدرس، جلد ۲۵، شماره ۱، صفحات ۷-۲۰
عنوان فارسی بررسی کمانش دینامیکی ستونی‌ با مقطع متغیر و میراگر ویسکوز تحت بارمحوری متناوب
چکیده فارسی مقاله به‌کارگیری اعضای با مقطع غیریکنواخت به دلیل کاهش مقدار مصالح و وزن سازه به طور گسترده در سوله‌های صنعتی و پل‌های فلزی مرسوم است. کمانش از مشکلات عمده‌ای است که مهندسان در طراحی اعضای تحت‌فشار محوری (ستون‌ها) با آن مواجه‌اند. به همین دلیل، پژوهش‌های متعددی توسط پژوهشگران در زمینه ی کمانش ستون‌ها انجام شده است. عمده ی پژوهش‌های پیشین، محدود به بررسی کمانش استاتیکی در ستون‌های غیر منشوری الاستیک است. در مقاله ی حاضر، در مدلی جامع کمانش دینامیکی ستونی با مقطع متغیر و میراگر ویسکوز تحت بارمحوری متناوب بررسی می‌شود. اثر بارمحوری متناوب به‌صورت تابع کسینوسی، اثر میراگر ویسکوز در انتهای عضو و تغییرات ممان اینرسی در سه حالت تغییرات خطی، مکعبی و مرتبه چهارم لحاظ می‌شود. برای حل معادله متشکله، ابتدا شکل ضعیف معادله دیفرانسیل حاکم نوشته می‌شود. از توابع میان‌یابی لاگرانژ به‌عنوان تابع شکل و از تابع فوریه (پیشنهادی بولوتین) به‌عنوان پاسخ دینامیکی معادله استفاده می‌گردد. در گام بعدی، ماتریس‌های سختی مصالح، سختی هندسی و جرم استخراج می‌گردد. پس از استخراج ماتریس‌های فوق، مقادیر ویژه (ضریب بارکمانشی) معادله بررسی می‌شود. از تکنیک ریشه‌یابی مولر به‌وسیله ی کدنویسی در نرم‌افزار متلب برای محاسبه مقادیر ویژه استفاده می‌گردد. ضریب بارکمانشی ستون به‌ازای مقادیر مختلفی از ضریب بازشوندگی و درصد میرایی میراگر ویسکوز در شرایط مرزی مختلف ارزیابی می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که مقادیر مذکور تأثیر قابل‌توجهی بر تغییرات ضریب بارکمانشی بر حسب فرکانس تحریک و فرکانس تشدید دارند. تغییرات ضریب بارکمانشی بر حسب فرکانس تحریک به‌صورت تابع‌نمایی است. نتایج مقاله ی حاضر با پژوهش‌های پیشین صحت سنجی و مقایسه می‌شود. تطابق قابل‌قبولی بین نتایج مقاله ی حاضر و پژوهش‌های پیشین برقرار است.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله کمانش دینامیکی،پایداری دینامیکی،ضریب بارکمانشی،ظرفیت بار بحرانی،تحلیل مقدار ویژه،
عنوان انگلیسی Investigating The Dynamic Buckling of A Column with Variable Section and Viscous Damper under Intermittent Axial Load
چکیده انگلیسی مقاله The use of members with non-uniform cross-sections due to the reduction of the number of materials and the weight of the structure is widely used in industrial structures and metal bridges. Buckling is one of the major problems engineers face in the design of axial compression members (columns). For this reason, several researches have been conducted by researchers in the field of column buckling. Most of the previous research is limited to investigating stability and buckling in Non-prismatic elastic columns in the static state. During an earthquake, the structure is subjected to vertical and lateral earthquake loads. To evaluate the dynamic behavior of the structure during an earthquake, the stability and dynamic buckling of the column must be evaluated. The effect of the earthquake's vertical load and the dynamic axial load has an effect on the dynamic stability of the member in the form of the second-order effect of buckling. In this article, the dynamic buckling of a column with a variable section and viscous damper under alternating axial load is investigated in a comprehensive model. The alternating axial load effect is assumed as a cosine function and the viscous damping effect at the end of the member is assumed as a Dirac delta function. The changes in the moment of inertia along the length of the column are considered in three modes: linear, cubic, and fourth-order changes. The constituent differential equation includes column strain energy, second order effect of alternating axial load, inertia per unit length of the column, and damping of a viscous damper. To solve the constitutive equation, first the weak form of the governing differential equation is written. Lagrange interpolation functions are used as the shape function and the Fourier function (proposed by Bolotin) as the dynamic response of the equation. In the next step, the matrices of material hardness, geometric hardness, and mass are extracted. After extracting the above matrices, the eigenvalues (Buckling load factor, natural frequency) of the equation are checked. Muller root finding technique is used by coding in MATLAB software to calculate eigenvalues. For accuracy in calculations, the function of the form of the equation is checked by the Lagrange method with the number of thirty terms. Also, finding the roots of the equation to calculate the eigenvalue is done with a step of 0.05 using Mueller's method. The buckling load coefficient of the column is evaluated for different values of the expansion coefficient and the damping percentage of the viscous damper in different boundary conditions. The results show that the mentioned values have a significant effect on the changes in the buckling load factor in terms of excitation frequency and resonance frequency. Depending on the boundary conditions, increasing the opening factor causes the diagram to move to the right or left side of the dimensionless excitation frequency axis. Also, increasing the damping coefficient of the viscous damper causes the diagram to move to the left side of the dimensionless excitation frequency axis. Dimensionless parameters such as bar coefficient, excitation frequency, and opening coefficient have been used to report the dynamic behavior of the set in all the tables and figures. The results of this research can be generalized for the design of columns under periodic axial load. The results of this article are verified and compared with previous research. There is an acceptable agreement between the results of the present article and previous research.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله کمانش دینامیکی,پایداری دینامیکی,ضریب بارکمانشی,ظرفیت بار بحرانی,تحلیل مقدار ویژه
نویسندگان مقاله امیرحسین طاهرخانی |
دانش آموخته ی گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)

مجید امین افشار |
استادیار و عضو هیئت علمی گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران، صندوق پستی 34148-96818

نشانی اینترنتی https://mcej.modares.ac.ir/article_12745_8c7aeede7cd13622aa8aab8f7854ce3c.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات