تحلیل انرژی سیستم‌های چندجسمی انعطاف‌پذیر دارای میرایی داخلی تحت شرایط برخورد

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد

چکیده

امروزه تحلیل سیستم‌های مکانیکی چندجسمی با استفاده از روش‌های دینامیک محاسباتی توسعه فراوانی یافته است. در هنگام کارکرد این سیستم‌ها در سرعت‌های بالا و تحت شرایط برخورد، فرض صلبیت اجسام نمی‌تواند منجر به تحلیل دقیق شود و تلفات انرژی ناشی از اثرات میرایی داخلی اجسام انعطاف‌پذیر می‌تواند تا حد زیادی در رفتار سیستم تأثیرگذار ‌باشد. این مورد به طور خاص در شرایط برخورد اجسام نمود بیشتری خواهد داشت. در این مقاله، با در نظر گرفتن میرایی داخلی برای میله رابط انعطاف‌پذیر سیستم لنگ-لغزنده تحت برخورد با سرعت‌ دورانی بالا، تأثیر پارامترهای مختلف با استفاده از روش دینامیک سیستم‌های چندجسمی در کاهش ارتعاشات ناشی از نیروهای تماس مورد بررسی قرار می‌گیرد. میرایی داخلی عضو انعطاف‌پذیر آن، از مدل تناسبی رایلی تبعیت می‌کند.پس از استخراج معادلات مقید حرکت به کمک روش افزایشی اویلر- لاگرانژ، تأثیر انعطاف‌پذیری و میرایی داخلی، تحت شرایط برخورد برای سیستم لنگ-لغزنده دارای میله رابط انعطاف‌پذیر نشان داده می‌شود. همچنین، تأثیر جنس مواد بر میرایی داخلی و کاهش ارتعاشات به دقت مورد بررسی قرار می‌گیرد.

کلیدواژه‌ها


 

[1] Shabana, A.A., "Computational Dynamics", John Wiley & Sons, (2009).

 

 [2] متقیان شویعی، ع.، حیدری شیرازی، ک.، "اثر انعطاف­پذیری اعضاء بر حرکت مکانیزم­های صفحه­ای"، کنفرانس ملی مهندسی مکانیک ایران، دانشگاه شیراز، 8 اسفند، (1392).

 

[3] Badlani, M., and Midha, A., "Effect of Internal Material Damping on the Dynamics of a Slider-crank Mechanism", Journal of Mechanisms, Transmissions and Automation in Design, Vol. 105, No. 3, pp. 452-459, (1983).

 

[4] Khulief, Y.A., and Shabana, A.A., "Dynamic Analysis of Constrained System of Rigid and Flexible Bodies with Intermittent Motion", Journal of Mechanisms, Transmissions and Automation in Design, Vol. 108, No. 1, pp. 38-45, (1986).

 

[5] Bakr, E.M., and Shabana, A.A., "Effect of Geometric Elastic Non-linearities on the Impact Response of Flexible Multibody Systems", Journal of Sound and Vibration, Vol. 112, No. 3, pp. 415-432, (1987).

 

[6] Cuadrado, J., Escalona, J., Schiehlen, W., and Seifried, R., "Role of MMS and IFToMM in Multibody Dynamics, in: Technology Developments: the Role of Mechanism and Machine Science and IFToMM, Ceccarelli, M. (Ed.), Vol. 2011, pp. 161-172, (2011).

 

[7] Shabana, A.A., "Dynamics of Multibody Systems", Cambridge University Press, (2013).

 

[8] De Silva, C.W., "Vibration: Fundamentals and Practice", CRC press, (2006).

 

[9] Bathe, K. J., "Finite Element Procedures", Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, (1996).

 

[10] Ebrahimi, S., "A Contribution to Computational Contact Procedures in Flexible Multibody Systems", PhD Thesis, Stuttgart University, (2007).

 

[11] Gilardi, G., and Sharf, I., "Literature Survey of Contact Dynamics Modelling", Mechanism and Machine Theory, Vol. 37, No.10, pp. 1213-1239, (2002).

 

[12] Khulief, Y.A., and Shabana, A.A., "A Continuous Force Model for the Impact Analysis of Flexible Multibody Systems", Mechanism and Machine Theory, Vol. 22, No. 3, pp. 213-224, (1987).

 [13] Lankarani, H.M., and Nikravesh, P., "A Contact Force Model with Hysteresis Damping for Impact Analysis of Multibody Systems", Journal of Mechanical Design, Vol. 112, No. 3, pp. 369-376, (1990).

 

[14] Pereira, C.M., Ramalho, A.L., and Ambrósio, J.A., "A Critical Overview of Internal and External Cylinder Contact Force Models", Nonlinear Dynamics, Vol. 63, No. 4, pp. 681-697, (2011).

 

[15] Simeon, B., "Numerical Analysis of Flexible Multibody Systems", Multibody System Dynamics, Vol. 6, No. 4, pp. 305-325, (2001).

 

[16] Shabana, A.A., and Bassam, A.H., "A Two-loop Sparse Matrix Numerical Integration Procedure for the Solution of Differential-algebraic Equations: Application to Multibody Systems", Journal of Sound and Vibration, Vol. 327, No. 3, pp. 557-563, (2009).