بررسی کمانش دینامیکی ستونی با مقطع متغیر و میراگر ویسکوز تحت بارمحوری متناوب

به کارگیری اعضای با مقطع غیریکنواخت به دلیل کاهش مقدار مصالح و وزن سازه به طور گسترده در سوله های صنعتی و پل های فلزی مرسوم است. کمانش از مشکلات عمده ای است که مهندسان در طراحی اعضای تحت فشار محوری (ستون ها) با آن مواجه اند. به همین دلیل، پژوهش های متعددی توسط پژوهشگران در زمینه ی کمانش ستون ها انجام شده است. عمده ی پژوهش های پیشین، محدود به بررسی کمانش استاتیکی در ستون های غیر منشوری الاستیک است. در مقاله ی حاضر، در مدلی جامع کمانش دینامیکی ستونی با مقطع متغیر و میراگر ویسکوز تحت بارمحوری متناوب بررسی می شود. اثر بارمحوری متناوب به صورت تابع کسینوسی، اثر میراگر ویسکوز در انتهای عضو و تغییرات ممان اینرسی در سه حالت تغییرات خطی، مکعبی و مرتبه چهارم لحاظ می شود. برای حل معادله متشکله، ابتدا شکل ضعیف معادله دیفرانسیل حاکم نوشته می شود. از توابع میان یابی لاگرانژ به عنوان تابع شکل و از تابع فوریه (پیشنهادی بولوتین) به عنوان پاسخ دینامیکی معادله استفاده می گردد. در گام بعدی، ماتریس های سختی مصالح، سختی هندسی و جرم استخراج می گردد. پس از استخراج ماتریس های فوق، مقادیر ویژه (ضریب بارکمانشی) معادله بررسی می شود. از تکنیک ریشه یابی مولر به وسیله ی کدنویسی در نرم افزار متلب برای محاسبه مقادیر ویژه استفاده می گردد. ضریب بارکمانشی ستون به ازای مقادیر مختلفی از ضریب بازشوندگی و درصد میرایی میراگر ویسکوز در شرایط مرزی مختلف ارزیابی می شود. نتایج نشان می دهد که مقادیر مذکور تاثیر قابل توجهی بر تغییرات ضریب بارکمانشی بر حسب فرکانس تحریک و فرکانس تشدید دارند. تغییرات ضریب بارکمانشی بر حسب فرکانس تحریک به صورت تابع نمایی است. نتایج مقاله ی حاضر با پژوهش های پیشین صحت سنجی و مقایسه می شود. تطابق قابل قبولی بین نتایج مقاله ی حاضر و پژوهش های پیشین برقرار است.

کلیدواژه ها:

Dynamic Buckling ، Dynamic Stability ، Buckling Load Factor ، Critical Load Capacity ، Analysis EigenValue ، کمانش دینامیکی ، پایداری دینامیکی ، ضریب بارکمانشی ، ظرفیت بار بحرانی ، تحلیل مقدار ویژه