طراحی بهینه یک ساختار کنترل ارتعاشی منفعل جرم دمپر اینرتر تنظیم شده (TMDI) جدید برای سیستم های سازه با تحریک تکیه گاه تصادفی

قیمت: 42,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

طراحی بهینه یک ساختار کنترل ارتعاشی منفعل جرم دمپر اینرتر تنظیم شده (TMDI) جدید برای سیستم های سازه با تحریک تکیه گاه تصادفی

عنوان لاتین

Optimal design of a novel tuned mass-damper-inerter (TMDI) passive vibration control configuration for stochastically support-excited structural systems

این مقاله یک پیکربندی کنترل ارتعاش منفعل جدید تحت عنوان جرم-دمپر-اینرتر تنظیم شده (TMDI) را ارائه می کند که تعمیمی از پیکربندی دمپر جرمی تنظیم شده (TMD) می باشد تا حرکت نوسانی سیستم های آبشاری مکانیکی با تحریک تکیه گاهی تصادفی (زنجیره ای) را مهار کند. TMDI از "اثر تقویت جرمی" اینرتر استفاده می کند که یک دستگاه مجهز به دو فلایویل در دو انتهای خود می باشد و نیروهای مقاومتی را متناسب با شتاب نسبی پایانه ها ایجاد می کند تا عملکرد پیشرفته تری نسبت به TMD کلاسیک داشته باشد. به خصوص، از نظر تحلیلی نشان داده شده است که TMDI با طراحی مناسب در به حداقل رساندن تفاضل جابجایی سازه های میرا نشده از یک درجه آزادی (SDOF) و با تحریک چندفرکانسی اولیه، نسبت به TMD کلاسیک بهتر عمل می کنند. برای این مورد خاص، پارامترهای TMDI بهینه بصورت بسته و به عنوان توابعی از جرم TMD و ثابت اینرتر بدست می آیند. علاوه بر این، داده های عددی مربوطه اصلاح شده و بوسیله یک روش بهینه سازی عددی برای یک سازه 3 درجه آزادی با میرایی کلاسیک و تحریک متناوب بدست می آیند، که اثربخشی TMDI را نسبت به TMD کلاسیک در مهار حالت پایه ارتعاشی برای سازه های چند درجه آزادی افزایش می دهد. نتیجه گرفته شد که ترکیب اینرتر در ساختار TMDI پیشنهادی می تواند جایگزین بخشی از جرم ارتعاشی TMD شده و راه حل های کنترل ارتعاش منفعل ساده تری را حاصل کرده و یا عملکرد TMD کلاسیک برای یک جرم TMD مشخص، بهبود بخشد.

This paper proposes a novel passive vibration control configuration, namely the tuned massdamper- inerter (TMDI), introduced as a generalization of the classical tuned mass-damper (TMD), to suppress the oscillatory motion of stochastically support excited mechanical cascaded (chain-like) systems. The TMDI takes advantage of the “mass amplification effect” of the inerter, a two-terminal flywheel device developing resisting forces proportional to the relative acceleration of its terminals, to achieve enhanced performance compared to the classical TMD. Specifically, it is analytically shown that optimally designed TMDI outperforms the classical TMD in minimizing the displacement variance of undamped singledegree- of-freedom (SDOF) white-noise excited primary structures. For this particular case, optimal TMDI parameters are derived in closed-form as functions of the TMD mass and the inerter constant. Furthermore, pertinent numerical data are furnished, derived by means of a numerical optimization procedure, for a 3-DOF classically damped primary structure base excited by stationary colored noise, which exemplify the effectiveness of the TMDI over the classical TMD to suppress the fundamental mode of vibration for MDOF structures. It is concluded that the incorporation of the inerter in the proposed TMDI configuration can either replace part of the TMD vibrating mass to achieve lightweight passive vibration control solutions, or improve the performance of the classical TMD for a given TMD mass.