جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « frequency response » در نشریات گروه « مکانیک »
تکرار جستجوی کلیدواژه «frequency response» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
Microbubbles are used in ultrasound imaging, targeted drug delivery, destruction of cancerous tissues, etc. On the other hand, the demographic behaviors of small bubbles under the influence of Ultrasound have not been fully detected or studied. This study investigates the effect of the radial distribution of Sonazoid microbubbles on frequency response. It is shown that the optimal subharmonic response is possible by controlling the size distribution. For this reason, the numerical simulation of the dynamic behavior of a coated microbubble is performed using MATLAB coding and the modified Rayleigh-Plesset equation. The Gaussian distribution is then applied, and the frequency response is investigated. It was shown that at a constant excitation pressure of 0.4 MPa and a standard deviation of 0.2, with increasing mean radius, the fundamental response increases. The subharmonic response increases reaches a peak value and decreases. This peak value occurs for frequencies of 4,6, and 8 MHz in the mean radius of 0.8, 1 and 1.6 μm. By increasing the frequency of excitation, it is transferred to a smaller mean radius. It is also observed that the fundamental and subharmonic responses are amplified by increasing the excitation pressure. Studies show that the optimal subharmonic response can be achieved for various applications by controlling the size distribution of microbubbles.Keywords: Ultrasound contrast agent, Frequency response, Subharmonic response, Size distribution, Gaussian distribution}
-
Centrally slotted box decks have been commonly used as components of bridges, especially for long-span bridges. A wind tunnel experiment was conducted to investigate the effect of attachments on the vortex-induced vibration (VIV) of the deck. In this research, the characteristics of VIV responses at different attack wind angles of 5 models considering naked bridge decks, crash barriers, wind barriers, and vehicles on bridges were studied and discussed. The effects of crash barriers, wind barriers and vehicles on the VIV behaviors of the bridge deck were also investigated experimentally. Multiple lock-in wind speed intervals were found to occur for all the models considered, and the vibrating amplitude and frequency show differences in different models. The results of the study showed that, owing to the installation of crash barriers or wind barriers, the vibrating frequency at the second lock-in interval indicated a double natural frequency. However, for the naked bridge deck model, the vibrating frequencies were close to the vertical natural frequency at all lock-in regions. Additionally, the frequency showed an evolutionary characteristic from the first lock-in interval to the second lock-in interval. Generally, the installation of crash barriers and wind barriers caused an increase of 89.8% and 123.7% on maximum vibrating amplitudes respectively. The vehicles had amplification effects on the amplitudes in both lock-in regions, with an increase of 41.5% at the maximum amplitudes. This study provides a guideline for designing bridges consisting of centrally slotted box-type decks.Keywords: Lock-in regions, Wind tunnel test, Vertical amplitude, Frequency response, Traffic flow}
-
با توجه به حضور گسترده تیرها در سازههای مهندسی، درک چگونگی ارتعاشات غیرخطی تیرها در شرایطی که آنها با دامنه زیاد نوسان میکنند، بسیار مفید است. در این مقاله ارتعاشات غیرخطی یک تیر اویلر برنولی تحت فرضیه کرنش محدود بررسی شده است. در این پژوهش برای به دست آوردن معادلات حاکم بر حرکت تیر، رابطه میدان-جابجایی بدون تقریب و به صورت غیرخطی در نظر گرفته شده است. روابط کرنش-جابجایی با استفاده از رابطه گرین لاگرانژ محاسبه شده و با استفاده از روش همیلتون فرم غیرخطی معادلات به دست آمده است. به منظور حل معادله با مشتقات جزیی، با استفاده از روش گالرکین، معادله با مشتقات جزیی به یک معادله دیفرانسیل معمولی تبدیل شده است و در نهایت با استفاده از روش مقیاس های چندگانه حل و با روش عددی مقایسه شده است. نتایج به دست آمده با مدل تیر اویلر برنولی خطی و مدل غیرخطی ون-کارمن مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان میدهد باتوجه به شکل متفاوت معادله دیفرانسیل به دست آمده در این روش نسبت به دیگر مدلهای غیرخطی و خارج شدن شکل کلی آن نسبت به معادله دیفرانسیل دافینگ، پاسخ ارتعاشات سیستم در دامنه های ارتعاشی پایین منطبق با دیگر مدلهای غیرخطی است ولی با افزایش دامنه نوسانات فرکانس نوسانات در مدل حاضر نسبت به مدل غیرخطی ون کارمن کمتر میشود درحالی که در دیگر مدل غیرخطی نسبت به مدل ون-کارمن، فرکانس بیشتر میشود.
کلید واژگان: تیر اویلر برنولی, تغییرشکل محدود, ارتعاشات غیرخطی, جابجایی بزرگ, پاسخ فرکانسی}According to the wide presence of beams in engineering structures, it is very useful to understand how the beams vibrate nonlinearly in conditions where they oscillate with a large amplitude. In this paper, the nonlinear vibrations of an Euler-Bernoulli beam under finite strain are investigated. In this study, unlike other papers, in order to obtain the governing equations of beam, the field-displacement relationship has been done without approximation. Based on this, the strain-displacement relations are calculated using the Green Lagrange strain and the nonlinear form of the equations is obtained by using the Hamilton method. In order to solve the partial differential equation, using the Galerkin method, the equation has been converted to an Ordinary differential equation and finally solved using the multiple scale method and compared with the Rung-Kutta numerical method. To evaluate the accuracy of the method and the validity of the modeling, the obtained results are compared with the Euler–Bernoulli beam theory and the Von-Karman nonlinear model. The results show that the present method in low vibration amplitudes is consistent with the model of Euler-Bernoulli and Von-Karman, but with increasing amplitude of oscillations, the results of these models will be significantly different from each other, which is as expected.
Keywords: Euler Bernoulli Beam, Finite deformation, nonlinear vibration, Large displacement, Frequency response} -
عدم قطعیت پارامترها باعث میشود که رفتار سیستمها نسبت به چیزی که انتظار میرود، تغییر کرده و یک ماهیت آماری پیدا کند. بنابراین در سیستمهای پیچیده و حساس، همچون سازه ماهواره بر و ماهواره متصل به آن، لازم است تاثیر عدم قطعیت بر رفتار دینامیکی بررسی شود. در این مقاله، مدل اجزاء محدود نوینی از سازه ماهوارهبر و ماهواره شبیه سازی شده است که عدم قطعیتهای اتصال کمربند گوهای را لحاظ میکند. این مدل، بر مبنای روشی است که توزیع سفتی محوری و خمشی معادل اتصال کمربند گوهای را با در نظر گرفتن عدم قطعیتها محاسبه میکند. سپس رفتار ارتعاشی سازه با وجود عدم قطعیتها بررسی شده و روشی برای محاسبه توزیع آماری پاسخ فرکانسی سازه کامل ارایه شده است. در نهایت طیف توزیع پاسخ فرکانسی سازه کامل در دو راستای طولی و عرضی (خمشی) محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد انحراف معیار توزیع در محدوده فرکانسی نزدیک به فرکانس طبیعی خمشی متاثر از اتصال کمربند گوه ای، بیشترین مقدار را دارد که نشان دهنده تاثیر سفتی محلی این اتصال، بر پاسخ دینامیکی سازه در راستای عرضی است. همچنین انحراف معیار توزیع و در نتیجه تاثیر سفتی اتصال بر پاسخ دینامیکی سازه در راستای طولی، اندک و قابل صرف نظراست.
کلید واژگان: عدم قطعیت, اتصال کمربند گوهای, قابلیت اطمینان. پاسخ فرکانسی}Uncertainties of the parameters cause the behavior of the systems to statistical distribution and change from what is expected. Therefore, in complex and sensitive systems, such as structures of satellite carrier and satellite connected to it, it is necessary to investigate the effect of uncertainty on dynamic response. In this paper, a novel finite element model of structures of satellite carrier and satellite is simulated to take parameters uncertainties of clamp band joint into account. This model is based on a method that calculates the distribution of axial and flexural stiffness equivalent of the clamp band joint considering all of the uncertainty. Then the vibrational behavior of the structure despite the uncertainties is investigated and a method for calculating the statistical distribution of the frequency response of the complete structure is presented. Finally, the frequency response distribution spectrum of the complete structure in both longitudinal and transverse (bending) directions is calculated. The results show that the standard deviation of the distribution in the frequency range close to the normal bending frequency due to the connection of clamp band joint has the highest value, which shows the effect of local stiffness of this connection on the dynamic response of the structure in the transverse direction. Also, the standard deviation of the distribution and consequently the effect of clamp band stiffness on the dynamic response of the structure in the longitudinal direction is small and negligible.
Keywords: Uncertainty, Clamp Band Joints, Reliability, frequency response} -
در این پژوهش به بررسی فرآیند تعیین جرم به کمک تحلیل پاسخ فرکانسی عملگرهای پیزوالکتریک پرداخته شده است. برای تقویت خاصیت عملگری، کاهش اثرات غیرخطی و کوپلینگ ارتعاشات، از عملگرهای پیزوالکتریک دو لایه استفاده شده است. برای این منظور، ابتدا تئوری تعیین جرم توسط تحلیل پاسخ فرکانسی عملگرهای پیزوالکتریک خمشی، مورد بررسی قرار گرفته است. سپس معادله دینامیک حاکم بر رفتار عملگرهای دو لایه پیزو استخراج و پاسخ فرکانسی سیستم در حالت آزاد مورد تحلیل قرار گرفته است. در ادامه، اثر افزدون جرم بر پاسخ فرکانسی عملگر دولایه و نحوه استخراج مقدار جرم، بصورت تحلیلی ارائه گردیده است. در نهایت، نتایج شبیه سازی توسط آزمایش های تجربی صحه گذاری شده است. نتایج حاصل شده نشان می دهد اگر جرم های اندازه گیری شده در مرتبه میلی گرم در بازه 01/0 تا 2/0 جرم عملگر باشد، اندازه گیری دارای خطای تقریبی کمتر از 13 درصد بوده و می توان از این عملگرها با دقت مناسبی برای اندازه گیری جرم استفاده نمود.کلید واژگان: پیزوالکتریک, عملگر خمشی, پاسخ فرکانسی, تعیین جرم}In this study, mass detection by frequency reponse analysis of piezoelectric actuators has been investigated. Bimorph piezoelectric actuators have been applied to increase the actuation force and decrease the nonlinear effects and vibrational coupling. In this regard, the theory of mass detection was investigates by analyzing the frequency response of piezoelectric actuators. For this purpose, first, the dynamic equation of bimorph piezoelectric actuators was calculated. Then, the natural frequency response of actuator without any added mass was analyzed. In addition, the effect of added mass on the frequency response and its behavior analysis were investigated to find the amount of mass. Finally, experiments were carried out to confirm the validity of the simulation results. The results reveals that if the measured masses, in the milligram order, are in the range of 0.01 to 0.2 times of the actuator mass, the measument’s error is less than 13%, therefore, this setup has appropriate accuracy.Keywords: Piezoelectric, Bending Actuator, Frequency Response, Mass Detection}
-
در این مقاله، تحلیل ارتعاشات غیرخطی پوسته استوانه ای از جنس ماده مرکب لایه ای متقارن بر روی بستر ویسکوالاستیک که جریان هوا با سرعت زیر صوت از روی آن عبور می کند مورد بررسی قرار می گیرد. شرایط مرزی دو انتهای پوسته استوانه ای، گیردار فرض شده است. معادلات حاکم بر ارتعاشات پوسته در راستاهای طولی، محیطی و شعاعی با استفاده از نظریه پوسته غیرخطی دانل به دست آمده است. با بهره گیری از روش گالرکین، سه معادله دیفرانسیل با مشتقات جزیی حاکم بر حرکت به یک معادله دیفرانسیل معمولی غیرخطی حاکم بر ارتعاشات جانبی (شعاعی) تبدیل می گردد. سپس، روابط فرکانس طبیعی خطی و غیرخطی و رابطه دامنه ارتعاشات برحسب فرکانس طبیعی بی بعد پوسته محاسبه گردیده است. تاثیر تغییر پارامترهای مختلف شامل زاویه لایه های ماده مرکب در لایه چینی، سفتی و میرایی بستر ویسکوالاستیک و بار تحریک خارجی بر روی رفتار ارتعاشات آزاد و اجباری پوسته در تحلیل ها مطالعه می گردد. همچنین، منحنی های جابجایی شعاعی پوسته برحسب زمان در حالت خطی و غیرخطی ارائه شده است.کلید واژگان: پوسته استوانه ای, ماده مرکب, بستر ویسکوالاستیک, ارتعاشات غیرخطی, پاسخ فرکانسی, جریان خارجی هوا}In this paper, the nonlinear vibration analysis of a symmetric laminated composite cylindrical shell on a viscoelastic foundation under a subsonic external air flow has been investigated. The boundary conditions for both ends of the cylindrical shell are clamped conditions. The governing equations of motion in the longitudinal, circumferential and radial directions are derived in conducture with the Donnel’s nonlinear shell theory. Using Galerkin method, three nonlinear partial differential equations of motion are transformed to a nonlinear ordinary equation of motion governing lateral (radial) vibration of the shell. Then, the relations for linear and nonlinear natual frequencies and amplitude-dimensionless natural frequency of the shell are calculated. The effects of variations in different values of parameters including orientation angles of lamina in layerwise laminate, stiffness and damping of viscoelastic foundation and the external applied load on the free and forced vibration behavior of the shell are all studied in this paper analyses. Moreover, the time history of radial displacement of midpoint of the shell using linear and nonlinear analyses. Are also presented.Keywords: Cylindrical Shell, Composite Material, Viscoelastic Foundation, Nonlinear Vibration, Frequency Response, Subsonic External Air Flow}
-
محاسبه نرخ تغییرات یا به عبارتی مشتق گیری از سیگنال های دیجیتال همواره از مهم ترین چالش های موجود در زمینه پردازش سیگنال های دیجیتال بوده است. این در حالی است که در کاربردهای مختلف به ناچار باید به مشتق گیری از سیگنال های دیجیتال پرداخت. در بسیاری از کاربردها استفاده از روش های مرسوم مشتق گیری ناکارآمد است و منجر به افزایش شدید خطا و نویز تا حدود چند ده برابر می شوند. در این مقاله محاسبه سرعت از روی داده های همراه با نویز و گسسته در متغیر حالت مکان با روش های مختلف از لحاظ تئوری و عملی بررسی و مقایسه و در ادامه بهترین روش محاسبه نرخ تغییرات (مشتق گیری) برای کاربرد مذکور استخراج شده است. با بررسی های انجام شده ملاحظه می شود که روش فیلتر کالمن مناسب ترین عملکرد را در کمینه کردن مجموع مربعات خطا برای کاربرد محاسبه مشتق از داده های جی. پی. اس. دارد و به خوبی با فیلتر مناسب داده ها آثار نویز و خطا را از بین می برد. استفاده از روش فیلتر کالمن دارای حالت گذرای مناسب نیست. این مشکل با اصلاح روش و به کارگیری فیلتر کالمن تطبیقی با وزن دهی مناسب به داده های عملکرد حالت گذرا را نیز تا حد خوبی بهبود داده است. نتایج حاصل از اعمال الگوریتم های مورد بحث روی داده های واقعی جی. پی. اس. برای استخراج بردار سرعت لحظه ای گزارش شده است.کلید واژگان: پاسخ فرکانسی, تخمین سرعت, فیلتر کالمن تطبیقی, مشتق گیر, داده های جی, پی, اس}Calculation the rate of change or differentiation of digital signal has always been one of the most important challenges in Digital Signal Processing field. Differentiating digital signals is essential in various applications. In many applications, even well-known methods aren’t useful and cause sharp increase in error and noise up to 10 times. One of the applications that is focused on in this paper is determining velocity from noisy and discrete data. Various aspects of this issue is investigated and the best derivation algorithm for the aforementioned application is designed and proposed. It was seen that Kalman filter method is the best approach for minimizing least square error for determining derivative from GPS data. It was also seen that Kalman filter method has not good transient response. This problem is somewhat improved with modification Kalman filter and using adaptive Kalman filter with appropriate weighting of old data. Another important aspect, which is also discussed in this paper, is adequate classification of various differentiation algorithms that is designed and referring the practical application of each algorithms. In order to depict the advantages of the methods, some practical results are given based on real GPS data for extracting instantaneous velocity vector.Keywords: frequency response, velocity estimation, adaptive Kalman filter, Differentiation, GPS data}
-
در این پژوهش، برای اولین بار، تاثیر غیریکنواختی مقطع میکروتیر و شرایط مرزی مختلف بر ارتعاشات غیرخطی میکروتیر با در نظر گرفتن رفتار وابسته به ابعاد براساس تئوری تنش کوپل اصلاح شده، بررسی می شود. با استفاده از اصل همیلتون، معادله حاکم بر میکروتیر اویلر- برنولی، با در نظر گرفتن غیرخطی هندسی فون کارمن و بر اساس تئوری تنش کوپل اصلاح شده استخراج می گردد. سپس معادله ارتعاشات غیرخطی حاصل، با استفاده از روش مشتقات تربیعی بهبود یافته و روش تکرار مستقیم حل می شود تا فرکانس طبیعی غیرخطی بدست آید. در این مرحله، با استفاده از روش گلرکین، معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی حاکم بر ارتعاشات به معادله دیفرانسیل معمولی غیرخطی از نوع دافینگ با متغیر زمان کاهش می یابد. معادله حاصل، با استفاده از ماتریس دیفرانسیل گیر اسپکترال که بر اساس مشتقات توابع پریودیک پایه تعریف شده است، تفکیک می گردد. سپس با استفاده از روش طول کمان، معادله غیرخطی پارامتری حاصل، حل می شود و پاسخ فرکانسی ارتعاشات اجباری غیرخطی میکروتیر بدست می آید. نهایتا فرکانس طبیعی غیرخطی و پاسخ فرکانسی میکروتیر برای مقاطع غیریکنواخت و شرایط مرزی مختلف محاسبه و تحلیل می شود. نتایج پژوهش جاری نشان میدهد که ارتعاشات غیرخطی آزاد و اجباری میکروتیر وابسته به ابعاد است. همچنین برای تیرغیریکنواخت، این وابستگی ابعادی، چشمگیرتر و برای شرایط مرزی مختلف، متفاوت است. راستی آزمایی روش با مقایسه نتایج با نتایج حل دقیق در حالت ساده شامل مقطع یکنواخت و تکیه گاه ساده صورت گرفته که بیانگر دقت خوب روش حاضر می باشد.کلید واژگان: وابستگی ابعادی, ارتعاشات غیرخطی, پاسخ فرکانسی, میکروتیر, تئوری تنش کوپل اصلاح شده}In this article, for the first time, the effect of non-uniformity of microbeam cross section and various boundary conditions on the nonlinear vibration of microbeam is investigated considering the size dependent behavior based on modified couple stress theory. Using the Hamilton’s principle, the governing equation of Euler–Bernoulli microbeam with von Karman geometric nonlinearity based on the modified couple stress theory is derived. The nonlinear vibration governing equation is then solved using the Generalized Differential Quadrature method (GDQ) and direct iterative method to obtain the nonlinear natural frequencies. In this step, the Galerkin method is used to reduce the nonlinear PDE governing the vibration into a time-dependent ODE of Duffing-type. The time domain is then discretized via spectral differentiation matrix operators which are defined based on the derivatives of a periodic base function. Next, the nonlinear parametric equation is solved using pseudo arc-length method and the frequency–response curves of microbeam nonlinear forced vibration is obtained. Finally, nonlinear natural frequency and frequency response of microbeam with various non-uniformity of cross sections and boundary conditions are obtained. Present results show that, the nonlinear free and forced vibration of microbeam is size dependent. Moreover, this size dependency is more significant for non-uniform microbeam and is deferent for various boundary conditions. The result of present method for simple case including uniform section and simply supported boundary condition is validated with that of exact method and have good agreement.Keywords: Size dependent, nonlinear vibration, frequency response, microbeam, modified couple stress theory}
-
در این مقاله بر اساس مدل تیر اویلر برنولی به تحلیل پاسخ فرکانسی رزونانس اولیه نانولوله های کربنی تک لایه انحنادار رو بستر ویسکوالاستیک تحت بار حرارتی محوری در دو وضعیت دما پایین و دما بالا پرداخته شده است. معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی حاکم بر رفتار دینامیکی نانولوله کربنی با در نظر گرفتن مود اول خمیدگی به فرم تابع سینوسی و استفاده از روش گالرکین برای تیر با شرایط مرزی گیردار در دو انتها به معادلات دیفرانسیل غیرخطی معمولی تقلیل داده شده است. برای محاسبه پاسخ فرکانسی نانولوله کربنی از روش مقیاس چندگانه استفاده شده و روابط تحلیلی برای ترسیم منحنی های آن استخراج شده است. با در نظر گرفتن اثر پیش خمیدگی و تغییرشکل های بزرگ در نانولوله کربنی ترم های غیرخطی با توان دو و سه در معادلات حرکت ظاهر می شود. اثر تغییر دما در دو وضعیت دما بالا و دما پایین، ضرایب ویسکوالاستیک بستر ، دامنه انحنای اولیه و دامنه نیروی خارجی بر ویژگی های پاسخ فرکانس و اثر آن بر رشد یا زوال پدیده پرش پیشرو و پسرو مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل بیان می کند که این ضرایب اثرات قابل توجهی بر چگونگی تغییر پاسخ فرکانسی نانولوله های کربنی دارند.کلید واژگان: تئوری تیر اویلر برنولی, رزونانس اولیه, پاسخ فرکانسی, پدیده پرش, نانولوله کربنی انحنادار}In this paper based on the Euler-Bernoulli beam model, the primary resonance a curved single carbon nanotube subjected to axial thermal force in the case of low temperature and high temperature and resting on a viscoelastic foundation is analytically investigated. The nonlinear partial differential governing equation is reduced to nonlinear ordinary differential governing equation by using of a single-mode Galerkin approximation along with the sinusoidal curvature for clamped-clamped single walled carbon nanotube under harmonic external force. The method of multiple scales is applied to determine the analytical primary resonance frequency response. Considering the curved geometry and the mid-plane stretching, a quadratic and cubic terms are presented in the governing equation. The effects of temperature change in high temperature and low temperature conditions, viscoelastic coefficients of medium, amplitude of sinusoidal curvature and excitation amplitude are investigated to study the property frequency response and development or elimination of forward and backward jumping phenomenon in primary resonance frequency response. The results show that these parameters have a significant effect on the frequency response of a curved single walled carbon nanaotubes under transvers harmonic force.Keywords: Euler-Bernoulli beam theory, Primary resonance, Frequency response, Jumping phenomenon, Curved single carbon nanotube}
-
Journal of Theoretical and Applied Vibration and Acoustics, Volume:4 Issue: 1, Winter & Spring 2018, PP 99 -124Bimorph piezoelectric cantilevered (BPC) actuators have recently received a great deal of attention in a variety of micro-electromechanical systems (MEMS) applications. Dynamic modeling of such actuators needs to be improved in order to enhance the control performance. Previous works have usually taken transverse vibration into account without considering longitudinal vibration. This paper presents a comprehensive modeling for a set of transverse and longitudinal vibration equations for piezoelectric cantilevered actuators. In addition, dynamic behavior and exact non-minimum phase region along BPC is derived by analyzing first three vibrational modes. A simulation study is propounded to better analyze the system dynamic behavior. Finally, an experimental setup is developed to verify the proposed dynamic model. The modal frequency response of the system for the first three modes, obtained from the proposed model, is compared with those obtained from the experiment and a good consistency between them confirms the validity of the proposed dynamic model.Keywords: Bimorph piezoelectric actuator, Continuous modeling, Non-minimum phase system, Dynamic behavior analysis, Frequency response}
-
برای انجام تست های ارتعاشی یک سازه توسط شیکر، نمونه تست توسط یک فیکسچر به سازه متصل می گردد. از آنجا که فیکسچر کاملا صلب نمی باشد، بر دینامیک نمونه تست تاثیر گذار بوده و طراحی بهینه آن از اهمیت بالایی برخوردار است. همچنین عدم قطعیت خصوصیات مکانیکی نظیر اتصالات در فرایند اسمبل نمودن ممکن است سبب بوجود آمدن ارتعاشات ناخواسته یا تشدید گردد. یکی از موارد اجتناب ناپذیر در انجام تستهای ارتعاشی با شیکر، اتصال نمونه تست بوسیله فیکسچر می باشد. در این مقاله، مدل ریاضی شیکر به همراه فیکسچر به صورت یک مدل دو درجه آزادی در نظر گرفته شده و یک شکل بهینه برای فیکسچر استخراج می شود. فرکانس ها و مودهای فیکسچر طراحی شده به صورت عددی و تجربی آنالیز شده و مقایسه می گردد. تاثیر میزان سفتی پیچهای اتصال فیکسچر به شیکر با جزئیات زیاد مورد تست قرار گرفته و تاثیر آن بر فرکانس مودهای مختلف و نسبت انتقال آنالیز می شود. با آزمایشات انجام شده مشخص می شود که افزایش میزان سفتی گشتاور پیچ ها، فرکانس همه مودها را افزایش می دهد. همچنین افزایش سفتی باعث افزایش نسبت انتقال نیز می گردد. علاوه بر آن، نشان داده می شود که با افزایش بیشتر سفتی پیچ ها تقریبا به 50 درصد سفتی بیشینه مجاز، تغییر خاصی در فرکانس های مودها و نسبت انتقال مشاهده نمی شود.با آنالیز نتایج تجربی صورت گرفته، مقدار بهینه برای گشتاور سفتی پیچها ارائه می گردد که روند انجام شده می تواند در طراحی و تست موارد مشابه نیز استفاده گردد.کلید واژگان: شیکر, فیکسچر, آنالیز دینامیکی, پاسخ فرکانسی}Dynamic analysis of structures is of significant importance in a variety ofapplications. Modal parameters identification can be utilized in resonance frequency estimation, fault detection and its diagnostics in many industrial applications from automobile to aerospace and satellite industries. To perform the vibration tests utilizing shaker, test sample should be connected to shaker using fixture. No fixture can reproduce a perfectly rigid boundary condition; at some frequencies the interaction between the fixture and the structure will become important, causing the modes of the assembly to be considerably different from the fixed-base modes that would be predicted by an idealized finite element model. However, it would be very convenient to be able to estimate the fixed-base modes of a structure experimentally so they could be used to update or validate the model for the structure. In this paper, two degree of freedom model is considered for the system and optimal shape for fixture is designed based on the analytical analysis. Mode shapes and frequencies of fixture are investigated numerically and compared with experimental results. Effect of connection torques on the system dynamics such as power spectral density and natural frequencies is studied by performing different experimental analyses.Keywords: Shaker, Fixture, dynamic analysis, Frequency Response}
-
پایش سلامت سازه یکی از زمینه های پژوهشی در حال توسعه با کاربردهای چندگانه است که وضعیت سلامت سازه را طی پردازش داده ها و تفسیر مناسب آنها تخمین می زند و قادر است قبل از تخریب سازه آن را پیش بینی کند. آشکارسازی صدمات با استفاده از سنسورهای پیزوالکتریک یکی از روش های موثر و قدرتمند در پایش سلامتی سازه است. تجهیزات تحت فشار از مهم ترین واحدهای صنایع فرآیندی نظیر صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهی بوده که پایش سلامت آنها بسیار با اهمیت می باشد. پژوهش حاضر سعی دارد تا راهکاری برای آشکارسازی عیوب در این گونه از تجهیزات با استفاده از امواج هدایت شده ارائه دهد. هدف پژوهشی حاضر، ارائه نمونه سالم، دارای خوردگی از یک مخزن تحت فشار در فشارهای متفاوت است که حسگرهای پیزوالکتریک به طور جداگانه روی آن ها نصب و با سازه کوپل الکترومکانیکی شده اند، امواج به روش بفرست وبگیر در سازه تولید و از سازه دریافت می شوند. نتایج تحقیق نشان داد پارامترهای آسیب شامل خوردگی و تغییرات فشار مخزن تاثیر بسزایی در سیگنال پاسخ دریافتی توسط حسگر پیزوالکتریک داشته است. پیدایش خوردگی در مخازن تحت فشار، دامنه ی سیگنال را در حوزه ی فرکانس حدود 11% کاهش داد. از نتایج بدست آمده می توان برای رسیدن به راه-کاری جهت پایش سلامت مخازن تحت فشار استفاده نمود.کلید واژگان: پایش سلامت سازه, خوردگی, مخازن تحت فشار, پیزو الکتریک, امواج هدایت شده}Structural health monitoring is a developing research field which is multifunctional and can estimate the health condition of the structure by data analyzing and also can prognosticate the structural damages. Illuminating the damages by using piezoelectric sensors is one of the most effective techniques in structural health monitoring. Pressurized equipments are very important components in process industries such as oil, gas, petrochemical and power plants, that their health monitoring is vital. The aim of this research is to introduce a technique to illuminate the damages in these equipments by using guided waves. Thereby, two different specimens were used as pressurized vessels at different conditions: pristine and corroded. Different internal pressures were also studied. Piezoelectric transducers were electromechanically coupled to the vessels and the guided waves were propagated by using pitch-catch method. The outcomes indicated that damage parameters in vessels such as corrosion and pressure changes have considerable effect on the signals that piezoelectric sensors receive. Corrosion, the most common damage in pressurized vessels, reduce the signal domain in frequency field to 11%. Also increasing pressure reduce the signal domain.
We can used these outcomes to innovate a technique for structural health monitoring of pressure equipmentss.Keywords: Structural health monitoring, pressurized vessels, damage diagnosis, smart piezoelectric sensor actuator, guided waves, frequency response} -
International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology, Volume:8 Issue: 2, 2015 Jun, P 37The behavior of frequency response of the cantilever of the atomic force microscopy was different in the liquid environment in comparison with air environment. In this research, the dynamic analysis of atomic force microscopy in the air and liquid environments have been carried out with consideration of linear and non-linear interaction forces and also the effect of geometrical parameters such as length, width, height and angle between cantilever and sample's surface on the rectangular cantilever has been investigated. A rectangular beam based on the Timoshenko beam model has been simulated in ADAMS software environment and more accurate results has been received by considering the probe tip and the angle location of cantilever at simulation.At the end of the beam, a silicone tip has been considered that the applied forces on it have been approximated with two tangential and vertical springs and the vibrational simulation of cantilever at two states has been carried out with regard to linear and non-linear interaction forces.The amplitude and resonance frequency of the simulated beam based on Timoshenko model is different from obtained results of Euler beam model Due to the effect of shear deformation and rotary moment in Timoshenko beam.Therefore, the Timoshenko beam model has the better accuracy in comparison with Euler beam model.Many chemical and biological processes occurred so fast so using of short cantilever for increasing the speed of imaging at impact mode in liquid environment was very necessary. Eventually short beam that has been modeled based on Timoshenko model can produce more accurate results. This paper aimed to show that the amplitude and resonance frequency of vibration in the liquid environment were different from amplitude and frequency of vibration in the air environment due to the damping coeficient and added mass of liquid.Keywords: Atomic force microscopy, frequency response, Timoshenko beam model, liquid environment, interaction force}
-
در این مقاله ناپایداری استاتیکی/دینامیکی و ارتعاشات غیرخطی صفحات مدرج تابعی با بستر الاستیک، در معرض نیروهای هارمونیک درون-صفحه ای مطالعه شده است. بر اساس تئوری کلاسیک صفحات و با بکارگیری تئوری تغییرشکل های بزرگ ون- کارمن و اصل همیلتون، معادلات دیفرانسیل جزئی و غیرخطی حاکم بر صفحه استخراج گردیده است. با در نظر گرفتن شش شکل مود ارتعاشی و با اعمال روش گالرکین، معادلات غیرخطی حاکم به معادلات دیفرانسیل غیرخطی ماتیو تبدیل شده است. با استخراج نواحی ناپایدار دینامیکی، نشان داده شد که با افزایش پارامترهای بستر الاستیک، فرکانس طبیعی و نیروی بحرانی کمانش افزایش می یابد و ناپایداری دینامیکی در فرکانس های تحریک بالاتر رخ می دهد. سپس با بکارگیری روش اغتشاشات، معادلات پاسخ فرکانسی سیستم در شرایط پایا استخراج گردید و آنالیز تشدید پارامتریک سیستم صورت گرفت و شرایط وجود و عدم وجود جواب های غیربدیهی (تشدید) ماندگار بررسی و تحلیل شد و نشان داده شد که تغییرات پارامترهای مساله، تاثیرات متفاوتی بر پاسخ غیر خطی صفحه می گذارند. در این راستا، با ارائه نتایج عددی تاثیر پارامترهای مختلف مساله، شامل: فرکانس تحریک، دامنه نیروی تحریک، پارامترهای سفتی بستر الاستیک و پارامتر میرائی بر رفتاردینامیکی غیرخطی صفحه مطالعه گردید و نشان داده شد که حضور بستر الاستیک، تاثیر عمده ای بر منحنی های مشخصه تشدید صفحه می گذارد.
کلید واژگان: ناپایداری دینامیکی, بستر الاستیک پاسترناک, روش اغتشاشات, دوشاخگی, پاسخ فرکانسی}In this study, static/dynamic instability and nonlinear vibrations of FG plates resting on elastic foundation under parametric forcing excitation, are investigated. Based on CPT, applying the von-Karman nonlinear strain–displacement relation and the Hamilton’s principle, the governing nonlinear coupled partial differential equations are derived. By considering six vibration modes, the Galerkin’s procedure is used to reduce the equations of motion to nonlinear Mathieu equations. In the absence of elastic foundation, the validity of the formulation for analyzing the static buckling, dynamic instability and nonlinear deflection is accomplished by comparing the results with those of the literature. Then in the presence of the foundation and by deriving the regions of dynamic instability, it is shown that as the parameters of the foundation increases, the natural frequency and the critical buckling load increase and the dynamic instability occurs at higher excitation frequencies. The frequency response equations in the steady-state condition are derived by applying the multiple scales method, and the parametric resonance is analyzed. Then the conditions of existence and stability of nontrivial solutions are discussed. Moreover, the effects of the system parameters, including excitation frequency, amplitude of excitation, foundation parameters and damping, on the nonlinear dynamics of the FG plate are investigated. Also it is shown that the presence of the foundation has a considerable influence on the resonance characteristic curves.Keywords: Dynamic Instability, Pasternak Elastic Foundation, Perturbation Method, Bifurcation, Frequency Response} -
آکوستیک زیرآبی به علت کاربردهای زیادی که دارد، به موضوعی پراهمیت برای محققان بدل شده است. چیدمانی از ترانسدیوسرهای الکتروآکوستیکی که آرایه نامیده می شود به عنوان ابزارهای فرستنده و گیرنده امواج صوتی در زیر آب مورد استفاده قرار می گیرند. پرکاربردترین ترانسدیوسر مورد استفاده در آرایه ها، ترانسدیوسر تانپیلز می باشد. برای طراحی و تحلیل این ترانسدیوسرها می توان از روش های مختلف تحلیلی یا حل عددی استفاده کرد. در این مقاله تلاش شده با استفاده از مدل اجزاء محدود، رفتار این ترانسدیوسر به طور کامل شبیه سازی شده و مهمترین پارامترهای سنجش عملکرد آن مورد بررسی قرار گیرند. همچنین برای صحت سنجی مدل اجزاء محدود، نمونه ی این ترانسدیوسر نیز ساخته شده و مورد تست های الکتروآکوستیکی قرار می گیرد. با مقایسه نتایج مدل شبیه سازی شده با مدل تست شده، مشاهده می شود که مدل اجزاء محدود می تواند رفتار الکتریکی و آکوستیکی ترانسدیوسر را به خوبی پیش بینی کند. ضمن اینکه افزودن عوامل میراکننده به سیستم می تواند باعث افزایش پهنای باند فرکانسی شود. در نهایت سعی شده تا با ایجاد تغییراتی در ساختار ترانسدیوسر، پاسخ فرکانسی آن ها تا حد امکان بهبود داده شود.
کلید واژگان: ترانسدیوسر تانپیلز, تست های الکتروآکوستیکی, شبیه سازی اجزاء محدود, پاسخ فرکانسی, پاسخ ولتاژ ارسالی}Systems of recognition and location identification of underwater moving bodies which using acoustic waves are called sonar. Electroacoustic transducers have an important role in underwater communication systems such as Sonar. A set of electroacoustic transducers which is called sonar array, can be used for sending and receiving underwater sound. The most widely used transducer in these arrays are Tonpilz transducer. In this paper, a full simulation of Tonpilz transducer is given and the most important factors for evaluating transducer performance are checked experimentally and numerically. Also for validation of finite element model, the sample of transducer was designed and made. This transducer was tested in two methods, electrically and acoustically. Electrical behavior was tested by Impedance gain analyzer devise. Acoustic test was carried in the acoustic pool. Then the result of FEM compared with experimental results. With comparing FEM results and tested model, it is observed that the finite element model can predict electrical and acoustical behavior of Tonpilz transducer so well. Finally it is tried to improve frequency response of transducer with making changes in the structure. While the addition of damping factors can increase frequency bandwidth.Keywords: Tonpilz transducer, Electroacoustic tests, finite element simulation, Frequency Response, Transmit voltage response} -
Iranian Journal of Science and Technology Transactions of Mechanical Engineering, Volume:38 Issue: 1, 2014, PP 143 -155In this paper, the Hamilton's principle is implemented to derive the coupled partial differential equations of motion of composite sandwich beams with viscoelastic core. The sandwich beams model is based on the higher order theory for composite sandwich beams with viscoelastic core, which regards independent transverse displacements for the face sheets with linear variations along the depth of the core. The core Young's modulus and the beam rotary inertia effects are also taken into account. Frequency response analysis is examined by applying the Galerkin discretization approach on the adimensional equations of motion. The results are validated by comparison with the existing literature. An interesting study is managed for the frequency response sensitivity analysis to the core shear modulus variation. The novelty of this work, besides the study of the fiber angle effects on the frequency response, is finding more logical relationships for regarding or discarding the core Young's modulus and the beam rotary inertia contributions, during the frequency response analysis of the beam. The results indicate the significant role of the core Young's modulus and the beam rotary inertia effects on the frequency response of the beam. The outcomes illustrate regarding the core Young's modulus, contribution hardens the structure while consideration of the beam rotary inertia softens the structure.Keywords: Sandwich beam, composite structures, viscoelastic core, frequency response, passive control}
-
This paper presents a study on the frequency response of a capacitive micro-beam resonator under various applied stresses. The governing equation whose solution holds the answer to all our questions about the mechanical behavior is the nonlinear electrostatic equation. Due to the nonlinearity and complexity of the derived equation analytical solution are not generally available; therefore, the obtained differential equation has been solved by using a step by step linearization scheme and a Galerkin based reduced order model. The obtained static pull-in voltages have been validated by previous reports and a good agreement has been achieved. The dynamic behavior of the beam under residual, axial and thermal stresses has been investigated. It has been shown that applying the positive residual stress and negative temperature changes shifts right the frequency response and decrease the vibration amplitude and vice versa. Also, it has been shown that applying the bias DC voltage beside the exciting AC voltage decreases the stiffness of the system and so, shifts left the frequency response and increases the vibration amplitude.Keywords: MEMS, Resonator, Residual stress, Axial stress, Temperature changes, Frequency response}
نکته
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.