به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب babak taqavi

  • مسعود محمودآبادی*، بابک تقوی، سید محمدرضا حسنی، سید محمدجواد حسینی

    در این مقاله، روش جنینگز با استفاده از تابع درون یابی اسپلاین درجه سه ارتقاء یافته است. در این پژوهش، برای اینکه بتوان به صورت مقایسه ای مزیت ها و معایب روش جنینگز که مبتنی بر روابط دقیق و فرض تغییرات خطی تحریک است را نسبت به روش درون یابی اسپلاین ارزیابی نمود، یک سیستم خطی یک درجه آزاد میرا تحت بارگذاری هارمونیک سینوسی در نظر گرفته شده است. مقادیر دقیق ضریب پاسخ تغییر شکل این سیستم برای فرکانس های تحریک مختلف در دسترس است. مقادیر تقریبی ضریب پاسخ تغییر شکل این سیستم به ازای فرکانس های مختلف تحریک با فرض درون یابی خطی تحریک و نیز با فرض درون یابی با تابع اسپلاین محاسبه گردید و با مقادیر متناظر دقیقشان مقایسه شد. این کار برای میرایی های دو، پنج، ده و بیست درصد انجام گردید. نتایج کار حاکی از آن بود که هرگاه تعداد نقاطی که موج سینوسی به وسیله آن تقریب زده می شود کم باشد و همچنین میزان میرایی نیز پایین باشد، درون یابی با تابع اسپلاین دقت بالاتر قابل ملاحظه ای نسبت به حالت درون یابی خطی دارد. لذا با توجه به اینکه در درون یابی به روش اسپلاین، پیوستگی شیب و مشتق دوم در نقاط داخلی حفظ می گردد، پیشنهاد می شود از این روش نیز برای محاسبه پاسخ دینامیکی سیستم های خطی استفاده شود و نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از روش جنینگز مقایسه شود و در صورت تفاوت قابل ملاحظه در نتایج تحلیل حاصل از این دو روش، تصمیمات مناسب اتخاذ گردد.

    کلید واژگان: روش جنینگز, تابع اسپلاین درجه سه, سیستم دینامیکی خطی, تحریک هارمونیک, ضریب پاسخ تغییر شکل نیروی هارمونیک}
    Masoud Mahmoudabadi *, Babak Taqavi, Seyed MohammadReza Hasani, Seyed MohamadJavad Hosseini

    In this article, the Jennings method has been improved by using the third-order spline interpolation function. In this research, in order to be able to compare the advantages and disadvantages of the Jennings method, which is based on exact relationships and the assumption of linear changes of the excitation, compared to the spline interpolation method, a damped one-degree-of-freedom linear system under sinusoidal harmonic loading is considered has been taken. Exact values of the deformation response coefficient of this system are available for different excitation frequencies. The approximate values of the deformation response coefficient of this system for different excitation frequencies were calculated assuming linear interpolation of excitation and also assuming interpolation with spline function and were compared with their exact corresponding values. This work was done for two, five, ten and twenty percent damping. The results of the work indicated that when the number of points by which the sine wave is approximated is small and also the amount of damping is low, the interpolation with the spline function has a significantly higher accuracy than the linear interpolation mode. Another noteworthy point is the high sensitivity of the cubic spline interpolation to the level of system damping, so that for a certain number of divisions, the error value is highly sensitive to the damping value. Thus, with the increase of damping, the sign of the error changes and its value increases strongly for the number of large divisions.  This phenomenon is not seen at all in linear interpolation.Therefore, considering that in interpolation using the spline method, the continuity of the slope and the second derivative are maintained in the internal points, it is suggested to use this method to calculate the dynamic response of linear systems and the results obtained with the results of Jennings' method should be compared and appropriate decisions should be made if there is a significant difference in the analysis results obtained from these two methods.It is important to mention that the execution time of the computer program related to the cubic spline interpolation method is longer than the Jennings method. Because in the spline interpolation method, it is necessary to solve the system of linear equations with the number of unknowns equal to four times the number of intervals, while in the excitation linear interpolation method, it is not necessary to solve the system of equations at all and simply by having the velocity and displacement at the beginning of the step and assuming that the excitation is linear during the desired time step, the coefficients A, B, C, D, A', B', C', D' were calculated and using this eight coefficient, velocity and displacement at the end of the time step are obtained. It should be noted that if the time interval between different accelerogram points is constant, it is sufficient that the coefficients A, B, C, D, A', B', C', D' are calculated only once.

    Keywords: Jennings Method, cubic spline function, Linear Dynamic Systems, harmonic excitation, Harmonic Force Deformation Response Coefficient}
  • مسعود محمودآبادی*، بابک تقوی، سیدمحمدرضا حسنی، سیدمحمدجواد حسینی
    در این مقاله، طیف های شبه شتاب سه شتابنگاشت السنترو، ناغان و طبس که با روش درونیابی خطی تحریک (روش جنینگز) و نیز با استفاده از تابع اسپلاین مکعبی بدست آمده بودند، با یکدیگر مقایسه شده اند. روش جنینگز مبتنی بر درونیابی خطی تحریک می باشد و برای بازه های زمانی کوتاه قابل قبول است. در این پژوهش، سه شتابنگاشت ال سنترو، ناغان و طبس در نظر گرفته شدند و طیف پاسخ شبه شتاب همپایه شده (ضریب برش پایه) آنها برای مقادیر میرایی های مختلف با استفاده از روش درونیابی خطی و نیز درونیابی با تابع اسپلاین محاسبه گردیدند. میرایی های در نظر گرفته شده برابر با مقادیر صفر، دو، پنج، ده و بیست درصد بود. برای اینکه تفاوت روش درونیابی خطی و روش درونیابی با تابع اسپلاین مشخص شود، فاصله زمانی بین نقاط شتابنگاشت به ترتیب به 100،50،20،10،5،2 و200 قسمت مساوی تقسیم گردید. سپس، یکبار با روش درونیابی خطی و بار دیگر با روش درونیابی اسپلاین نقاط داخلی بین نقاط شتابنگاشتها بدست آورده شد و طیف شبه شتاب آنها با استفاده از روش جنینگز و روش درونیابی با تابع اسپلاین محاسبه گردید. نتایج محاسبات نشان داد که مقادیر طیف شبه شتاب محاسبه شده با روش درونیابی اسپلاین در دوره تناوبهای خیلی کوچک و میرایی های کم، اختلاف قابل ملاحظه ای با مقادیر متناظر طیف شبه شتاب محاسبه شده با روش درونیابی خطی دارد. لازم به ذکر است فاصله زمانی اولیه بین نقاط شتابنگاشتهای السنترو، ناغان و طبس 02/0 ثانیه می باشد.
    کلید واژگان: روش درونیابی خطی تحریک, تابع اسپلاین مکعبی, سیستم دینامیکی خطی یک درجه آزاد, طیف پاسخ شبه شتاب همپایه شده, ضریب برش پایه}
    Masooud Mahmoudabadi *, Babak Taqavi, Seyed Mohammad Reza Hasani, Seyed Mohammad Javad Hosseini
    In this paper, the pseudo-acceleration spectra of the three accelerograms of El Centro, Naghan and Tabas, which were obtained by the linear interpolation method of stimulation (Jennings’s method) and also by using the cubic spline function, are compared with each other. Jennings' method is based on linear interpolation of excitation and is acceptable for short periods of time. In this research, three accelerograms of El Centro, Naghan and Tabas were considered, and their pseudo-acceleration response spectrum (base shear coefficient) was calculated for different damping values using linear interpolation method and interpolation with spline function. The considered damping were zero, two, five, ten and twenty percent. In order to determine the difference between the linear interpolation method and the spline function interpolation method, the time interval between the accelerometer points was divided into 2, 5, 10, 20, 50, 100, and 200 equal parts, respectively. Then, once with the linear interpolation method and again with the spline interpolation method, the internal points between the internal acceleration points were obtained and their pseudo-acceleration spectrum was calculated using the Jennings method and the interpolation method with the spline function. The calculation results showed that the pseudo-acceleration spectrum values calculated by the spline interpolation method in very short periods and low damping have a significant difference with the corresponding values of the pseudo-acceleration spectrum calculated by the linear interpolation method. It should be noted that the initial time interval between the accelerogram points of El Centro, Naghan and Tabas is 0.02 seconds.
    Keywords: Linearly interpolated excitation, Cubic Spline Function, Single-degree-of-freedom system, Normalized pseudo-acceleration, Base shear coefficient}
  • مسعود محمودآبادی*، سید محمدرضا حسنی، بابک تقوی

    در این مقاله، با روشی جدید و با رسم نمودار تغییرات فرکانس های طبیعی تیرهای خمشی منشوری بر حسب پارامتری که متناسب با جذر فرکانس زاویه ای این سیستم هاست، فرکانس های طبیعی این تیرها شناسایی شده است. در این تحقیق، از توابع درون یابی جدیدی که متشکل از توابع مثلثاتی و نمایی است، به جای توابع درون یابی متعارف که شامل چند جمله ای های درجه سه می باشند، استفاده شده است. مقادیر آرگومان این توابع شامل پارامتری موسوم به بتا است که متناسب با جذر فرکانس زاویه ای تیر خمشی می باشد. با تغییر این پارامتر در محدوده ای مناسب و با گامی مشخص، فرکانس های تیر خمشی با محاسبه ماتریس های سختی و جرم و به ازای مقادیر مختلف بتا محاسبه شده و نمودار تغییرات فرکانس های تیر خمشی بر حسب بتاهای مختلف رسم می گردد. از دیدگاه اجزای محدود، این تیرها دارای درجه آزادی معینی هستند که به تعداد این درجات آزادی و به ازای یک بتا مشخص، می توان برای آنها فرکانس طبیعی ارتعاشی محاسبه نمود. با بررسی نمودارهای فرکانس های مختلف تیر خمشی مورد نظر بر حسب پارامتر بتا و نیز با داشتن فرکانس هایی تقریبی که با روش اجزای محدود متعارف به دست می آید و مقایسه آنها با یکدیگر، می توان فرکانس های تیر را با دقت بالاتری به دست آورد. در این مقاله، سه نوع تیر خمشی منشوری با شرایط تکیه گاهی مختلف به تفصیل مورد بررسی قرار گرفتند و فرکانس هایی که از این روش ابتکاری برای آنها به دست آمد در مقایسه با روش اجزای محدود متعارف دارای دقت بالاتری مخصوصا برای مدهای ارتعاشی بالاتر بودند.

    کلید واژگان: فرکانس های طبیعی, تیرهای خمشی منشوری, جزء محدود, توابع درون یابی, ماتریس های جرم و سختی}
    Masoud Mahmoudabadi *, Seyed MohammadReza Hasani, Babak Taqavi

    Usually, by modeling the structures using the finite element method, their undamped free vibration frequencies are calculated analytically. In addition, the issue of accurate calculation of natural frequencies and the shape of vibration modes corresponding to them for bending systems that have distributed mass and elasticity and possibly a combination of several bending beams, sometimes requires solving complex mathematical equations and requires a relatively heavy mathematical work demands. Bending beams are beams whose axial deformations is insignificant compared to their bending deformations, and as a result, these members are assumed to be axially rigid. By using the conventional finite element method, the natural vibration frequencies of these beams can be obtained approximately. By increasing the number of finite elements used in the model, the calculation error of natural frequencies of vibration decreases. When the consistent-mass matrix is used, the frequency values obtained from the finite element method converge to the exact frequency values with larger values, while if the lumped-mass matrix is used, the frequency values obtained from the finite element method converge to the exact frequency values with smaller values. It should be noted that the consistent-mass matrix is non-diagonal, but the lumped-mass matrix is diagonal. The interpolation functions (shape functions) used for bending finite elements (beam elements) are polynomial functions of the 3rd degree. This bending finite element has two nodes, each node has one translational degree of freedom and one rotational degree of freedom. The new idea that came to the authors of this article is that instead of using polynomial functions, trigonometric and exponential interpolation functions are used to calculate the stiffness matrix and mass matrix of the finite element. In fact, these trigonometric and exponential functions are the solutions of the differential equation governing the free vibration of bending beams with distributed mass and elasticity. The argument of these trigonometric and exponential functions includes a parameter called beta, which is proportional to the square root of angular frequency of the bending beam. By changing this parameter in a suitable range and with a certain step, it is possible to plot the changes in the frequencies of the different modes of the studied prismatic beam in terms of beta. In this paper, three models were studied, which included a uniform cantilever beam, a uniform beam clamped at left side and simply supported at right side, and a uniform beam free at both ends. Using the conventional finite element method and using the consistent-mass matrix, these three models were analyzed and the approximate frequencies of the first few modes of these beams were calculated, which were greater than their corresponding exact values. In the innovative method presented in this article, a uniform beam was modeled with a finite element model with one translational degree of freedom and one rotational degree of freedom. The stiffness matrix and the mass matrix of this beam were calculated for different betas and having these two matrices, the first and second frequency values of this model were calculated for different beta values and its graph was drawn for different betas. The values of the maximum frequency of the first frequency are the same as the values of the minimum frequency of the second for certain betas, and by specifying these betas, the frequencies of different vibration modes can be accurately determined. The detected frequencies of different modes with this method had a very good match with their exact corresponding frequencies. For the second model investigated in this paper, one rotational degree of freedom was considered. Considering that this beam had only one rotational degree of freedom, therefore, by plotting the first frequency of this model for different betas and finding its minimum, the frequency values of different modes of this beam were obtained, which matched the exact values like the previous model very well. The third model was the same as the previous two models. The diagram of the first to fourth natural frequencies of this model was drawn for different betas. By having the approximate values of the frequencies of different modes obtained from the conventional finite element method and these diagrams, the frequencies of different modes of the model were identified, which were in good agreement with their corresponding exact values.

    Keywords: Natural frequencies, distributed systems, Finite element, interpolation functions}
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال