Free vibration of undamped Euler-Bernoulli and Timoshenko beams by using spectral finite element method for different boundary conditions

  • سال انتشار: 1393
  • محل انتشار: اولین کنفرانس سراسری توسعه محوری مهندسی عمران، معماری،برق و مکانیک ایران
  • کد COI اختصاصی: DCEAEM01_221
  • زبان مقاله: انگلیسی
  • تعداد مشاهده: 1138
دانلود فایل این مقاله

نویسندگان

Vahid Sarvestan

Department of Mechanical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan ۸۴۱۵۶-۸۳۱۱۱, Iran

Ali Mokhtari

Department of Mechanical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan ۸۴۱۵۶-۸۳۱۱۱, Iran

Hamid Reza Mirdamadi

Department of Mechanical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan ۸۴۱۵۶-۸۳۱۱۱, Iran

Mostafa Ghayour

Department of Mechanical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan ۸۴۱۵۶-۸۳۱۱۱, Iran

چکیده

This paper describes spectral finite element (SFE) formulation and solution for free vibration of Euler-Bernoulli and Timoshenko beams. Formulation based on SFE method includes partial differential equations of motion, spectral displacement field, dynamic shape functions, and dynamic stiffness matrix. Dynamic shape functions in frequency-domain are derived from the exact solution of governing wave equations. By considering free vibration of Euler-Bernoulli and Timoshenko beams, natural frequencies for different boundary conditions (simply-supported, clamped and cantilever beams) are derived. In the SFE model, whole length of beam is represented by one or two spectral elements and in finite element (FE) model, total number of finite elements is varied in order to improve its solutions. The accuracy of results obtained from SFE formulation is compared with those of FE method and analytical formulations, whenever available. The SFE results display remarkable superiority compared to FE results in reducing number of elements as well as increasing numerical accuracy.

کلیدواژه ها

spectral finite element, Euler-Bernoulli beam, Timoshenko beam, dynamic stiffness matrix, dynamic shape function, natural frequency, boundary condition

مقالات مرتبط جدید

اطلاعات بیشتر در مورد COI

COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.

کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.