ارتعاشات القائی ناشی از سیال در تیرهای ویسکو-الاستیک با تکیه گاه های ساده در دو انتها

در مقاله حاضر رفتار ارتعاشی تیرهای ویسکوالاستک با تکیه گاه های ساده در دو انتها تحت تاثیر ارتعاشات القائی ناشی از سیال با ارائه روش نیمه تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفته است. با در نظر گرفتن فرم کلی رفتار ویسکوالاستیک و با استفاده از مدل کوپل شدگی جابجایی به منظور مدل سازی اندرکنش سازه و سیال، معادلات دیفرانسیل حاکم بر حرکت با اعمال مستقیم قانون دوم نیوتن استخراج شده است. برای اعمال تاثیر گردابه ها در ارتعاشات سیستم از معادله ون در پل غیرخطی استفاده شده است. سپس با استفاده از روش گالرکین، معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی گسسته سازی و دستگاه معادلات دیفرانسیل غیرخطی با استفاده از روش رانگ- کوتا حل شده است. در نهایت، پاسخ سیستم، منحنی های فازی و تغییرات حداکثر دامنه بر حسب سرعت سیال به ازای پارامترهای مختلف استخراج و نتایج مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که رفتار ویسکوالاستیک تاثیر قابل ملاحظه ای بر مشخصه های دینامیکی سیستم دارد و باعث جابجا شدن محدوده قفل شدگی نسبت به سیستم الاستیک متناظر می شود. به عنوان مثال به ازای علاوه بر جابجا شدن موقعیت ناحیه قفل شدگی، حداکثر دامنه به جود آمده در تیر ۴۵ درصد افزایش می شود. با توجه به اینکه عملکرد سیستم در محدوده قفل شدگی می تواند باعث بروز خسارات فاجعه باری شود بنابراین، با استفاده از مواد ویسکوالاستیک علاوه بر کاهش حداکثر دامنه سیستم می توان محدوده قفل شدگی را تغییر داد. بنابراین، با توجه به تاثیرگذاری قابل ملاحظه رفتار ویسکوالاستیک بر مشخصه های دینامیکی سیستم، باید در مدل ریاضی سیستم ها رفتار ویسکوالاستیک در نظر گرفته شود.

کلیدواژه ها:

Fluid Induced Vibration ، viscoelastic beam ، Lock-in area ، Semi-analytical methods ، ارتعاشات القائی ناشی از سیال ، تیر ویسکوالاستیک ، ناحیه قفل شدگی ، روش نیمه تحلیلی