Advanced Structural Dynamics and Active Control of Structures

توضیحات

ABSTRACT

Flexible structures in motion have specific features that are not a secret to a structural engineer. One of them is resonance—strong amplification of the motion at a specific frequency, called natural frequency. There are several frequencies that structures resonate at. A structure movement at these frequencies is harmonic, or sinusoidal, and remains at the same pattern of deformation. This pattern is called a mode shape, or mode.  The modes are not coupled, and being independent they can be excited separately. More interesting, the  total structural response is a sum of responses of individual modes. Another feature—structural poles—are complex conjugate. Their real parts (representing modal damping) are typically small, and their distance from the origin is the natural frequency of a structure.

INTRODUCTION

In this book we investigate several examples of flexible structures. This includes a simple structure, composed of three lumped masses, a two-dimensional (2D) truss and a three-dimensional (3D) truss, a beam, the Deep Space Network antenna, and the International Space Station structure. They represent different levels of complexity.  A three-mass system—a simple structure—is used mainly for illustration purposes, and to make examples easy to follow. Its simplicity allows for easy analysis, and for  straightforward interpretation. Also, solution properties and numerical data can be displayed in a compact form. The system is shown in Fig. 1.1. In this figure m1, m2, and m3 represent system masses, k1, k2, k3, and k4, are stiffness coefficients, while d1, d2, d3, and d4, are damping coefficients. This structure has six states, or three degrees of freedom.  The truss structure in Fig. 1.2 is a more complex example of a structure, which can still easily be simulated by the reader, if necessary. For this structure, l1=15 cm, l2 =20 cm are dimensions of truss components. Each truss has a cross-sectional area of 1 cm2, elastic modulus of 2.0u107 N/cm2, and mass density of 0.00786 kg/cm3. This structure has 32 states (or 16 degrees of freedom). Its stiffness and mass matrices are given in Appendix C.1.

چکیده

سازه های انعطاف پذیر در حرکت دارای ویژگی های خاصی نیستند که یک راز یک مهندس سازه نیستند. یکی از آنها تقویت رزونانس قوی تقویت حرکت در فرکانس خاص است، به نام فرکانس طبیعی. فرکانس های متعددی وجود دارد که ساختارها در آن واکنش نشان می دهند. حرکت ساختاری در این فرکانس ها هماهنگ یا سینوسی است و با الگوی تغییر شکل باقی می ماند. این الگوی شکل حالت یا حالت است. حالت های متصل نیستند و مستقل می توانند جداگانه تحریک شوند. جالب تر، پاسخ کل ساختاری یک مجموع پاسخ های حالت های فردی است. یکی دیگر از قطبهای ساختاری-پیچیده است. قطعات واقعی آن (نمایندگی از دماهای مودال) معمولا کوچک هستند، و فاصله آنها از مبدأ، فرکانس طبیعی یک ساختار است.

مقدمه

در این کتاب، چند نمونه از ساختارهای انعطاف پذیر را مورد بررسی قرار می دهیم. این شامل یک ساختار ساده است که شامل سه توده توده ای، یک تیر دو بعدی (2D) و یک تیر سه بعدی (3D)، یک پرتو، آنتن شبکه فضایی دیجیتال و ساختار ایستگاه فضایی بین المللی است. آنها سطوح مختلف پیچیدگی را نشان می دهند. یک سیستم سه بعدی – یک ساختار ساده – عمدتا برای اهداف تصویرسازی استفاده می شود و نمونه هایی برای پیاده سازی آسان می باشد. سادگی آن اجازه می دهد تا برای تجزیه و تحلیل آسان، و برای تفسیر ساده است. همچنین خواص راه حل و داده های عددی می تواند در یک فرم جمع و جور نمایش داده شود. سیستم در شکل 1.1 نشان داده شده است. در این شکل m1، m2 و m3 نشان دهنده توده های سیستم، k1، k2، k3 و k4 هستند، ضریب سختی هستند، در حالیکه d1، d2، d3 و d4، ضریب استحکام است. این ساختار دارای شش حالت یا سه درجه آزادی است. ساختار خرپا در شکل 1.2 یک نمونه پیچیده تر از ساختار است که در صورت لزوم می تواند به راحتی توسط خواننده شبیه سازی شود. برای این ساختار، L1 = 15 سانتی متر، L2 = 20 سانتی متر ابعاد قطعات تراس است. هر تراس دارای یک سطح مقطع عرضی 1 سانتی متر، مدول الاستیک 2.0 و 107 N / cm2 و تراکم توده 0.00786 کیلوگرم / cm3 است. این ساختار دارای 32 حالت (یا 16 درجه آزادی) است. ماتریس سختی و جرم آن در ضمیمه C.1 آمده است.

Year: 2016

Publisher: SPRINGER

By : Wodek K. Gawronski

File Information: English Language/ 419 Page / size: 4.21 MB

Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart

Download tutorial

سال : 1395

ناشر : SPRINGER

کاری از : Wodek K. Gawronski

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 419 صفحه / حجم : MB 4.21

فقط اعضای سایت پس از ثبت نام و اضافه کردن به سبد خرید می توانند دانلود رایگان کنند.خوشحال می شویم به ما پبیوندید

آموزش دانلود