ارتعاشات القائی ناشی از سیال در تیرهای ویسکو-الاستیک با تکیه‌گاه‌های ساده در دو انتها

Abstract

در مقاله حاضر رفتار ارتعاشی تیرهای ویسکوالاستک با تکیه‌گاه‌‌های ساده در دو انتها تحت تأثیر 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 کوپل‌شدگی جابجایی به منظور مدل‌سازی اندرکنش سازه و سیال، معادلات دیفرانسیل حاکم بر حرکت با اعمال مستقیم قانون دوم نیوتن استخراج شده است. برای اعمال تأثیر گردابه‌ها در ارتعاشات سیستم از معادله ون‌ در‌ پل غیرخطی استفاده شده است. سپس با استفاده از روش گالرکین، معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی گسسته‌سازی و دستگاه معادلات دیفرانسیل غیرخطی با استفاده از روش رانگ- کوتا حل شده است. در نهایت، پاسخ سیستم، منحنی‌های 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 می‌دهد که رفتار ویسکوالاستیک تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر مشخصه‌های دینامیکی سیستم دارد و باعث جابجا شدن محدوده قفل‌‌شدگی نسبت به سیستم الاستیک متناظر می‌شود. به عنوان مثال به ازای علاوه بر جابجا شدن موقعیت ناحیه قفل‌شدگی، حداکثر دامنه به جود آمده در تیر 45 درصد افزایش می‌شود. با توجه به اینکه عملکرد سیستم در محدوده قفل‌ شدگی می‌تواند باعث بروز خسارات ‌فاجعه‌‌باری شود بنابراین، با استفاده از مواد ویسکوالاستیک علاوه بر کاهش حداکثر دامنه سیستم می‌توان محدوده قفل‌شدگی را تغییر داد. بنابراین، با توجه به تأثیرگذاری قابل ملاحظه رفتار ویسکوالاستیک بر مشخصه‌های دینامیکی سیستم، باید در مدل ریاضی سیستم‌ها رفتار ویسکوالاستیک در نظر گرفته شود.