تحلیل ارتعاشات تیر خمیده لایه ای عمیق تحت بار متحرک با در نظر گرفتن اثرات اینرسی دورانی و نیروی برشی

بررسی رفتار ارتعاشاتی سازه های خمیده کامپوزیتی تحت حرکت وسایل نقلیه به ندرت در میان تحقیقات گذشته وجود دارد. در این مقاله به تحلیل پاسخ دینامیکی یک تیر خمیده لایه ای عمیق با تکیه گاه های ساده تحت بار متحرک شعاعی بر مبنای تئوری تیر تیموشنکو پرداخته شده است. به این منظور معادلات حرکت حاکمبا فرض ثابت بودن انحنای تیر، تحت بار متحرک متمرکز با دامنه و سرعت ثابت به روش همیلتون استخراج شده اند. برای حل معادلات سیستم، از روش های تحلیلی و عددی استفاده شده و پاسخ دینامیکی تیر در جهت های محوری، شعاعی و پیچشی به دست آمده اند. سرعت بار متحرک، شعاع و زاویه تیر خمیده در مدت زمان حضور بار متحرک بر روی تیر موثر می باشند. اثرات مشخصات بار متحرک، هندسی و ماده بر روی پاسخ دینامیکی، فرکانس پایه ای تیر و سرعت بحرانی بار متحرک بررسی شده است.نتایج نشان می دهند که در میان انواع مختلف لایه چینی های مورد بررسی، کمترین و بیشترین خیز تیر، برای تیر چهار لایه به ترتیب مربوط به حالت لایه چینی[90/0/90/0]و [45/-45/-45/45] است. علاوه بر این مشاهده می شود که با افزایش سرعت بار متحرک تا قبل از سرعت بحرانی، جابجایی دینامیکی تیر کاهش می یابد. در ضمن نشان داده می شود که افزایش شعاع تیر خمیده منجر به کاهش فرکانس و افزایش سرعت بحرانی بار متحرک می شود.