تحلیل زمانی پاسخ دینامیکی سازه ها تحت تحریکات خطی، غیرخطی و گذرا

این مطالعه به تحلیل دینامیکی یک سیستم سازه های تحت تاثیر نیروهای تعمیم یافته، خطی، غیرخطی و گاوسی می پردازد. هدف اصلی تحقیق بررسی تغییرات تحریک جابجایی سیستم با درجات آزادی مختلف و مدهای ارتعاشی گوناگون در پاسخ به این نیروها و ارزیابی اثرات آنها بر پایداری و نوسانات سازه است. مدل های مختلف نیروی تحریک شامل نیروهای خطی که از ترکیب توابع سینوسی با دامنه های متفاوت، نیروهای غیرخطی که به صورت ترکیب توابع سینوسی، نمایی و درجه سه مدل سازی شده اند و نیروی گاوسی که یک تحریک گذرا و متمرکز است به کار گرفته شده اند. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که در حالت نیروی خطی با افزایش تعداد درجات آزادی و مدهای ارتعاشی، دامنه نوسانات به طور قابل توجهی افزایش یافته و سیستم به شدت دچار نوسانات پیچیده و تشدید می شود. در مقابل، نیروهای غیرخطی باعث می شوند که نوسانات پس از رسیدن به بیشینه به تدریج کاهش یابند و سیستم به سمت یک حالت تعادلی پایدار حرکت کند. این اثرات غیرخطی به ویژه در مدل هایی با تعداد درجات آزادی بیشتر نمایان می شود. علاوه بر این، نیروی گاوسی که به عنوان یک تحریک گذرا و موقتی مدل سازی شده، باعث ایجاد پیک های شدیدی در ابتدا می شود که به سرعت فروکش کرده و سیستم به سرعت به حالت تعادل می رسد. مقایسه نتایج حاصل از این تحلیل ها نشان می دهد که نیروهای غیرخطی به ویژه در سیستم هایی با درجات آزادی بالا تاثیر چشمگیری در بهبود پایداری و کاهش اثرات تشدید دارند. از طرف دیگر، نیروی گاوسی به دلیل ویژگی های خاص خود می تواند برای تحریکات گذرا و کنترل شده در سیستم های دینامیکی به کار رود. این تحقیق می تواند در طراحی و بهینه سازی سازه های مقاوم در برابر تحریکات پیچیده و دینامیک های گذرا و همچنین در ایجاد مدل های دقیق تر برای شبیه سازی رفتار سازه ها مفید واقع شود.

کلیدواژه ها:

تحلیل دینامیکی سازه ها ، برهم نهی ، حالت تحریک جابجایی ، بردارهای ریتز ، سیستم های چند درجه آزادی