پایان نامه مهندسی مکانیک wire rope spring

[spow 44,195]

فصل 7

 

 

نتایج شبیه سازی

 

 

در فصل پنجم پارامترهای نمونه ی اصلاح شده ی بوک ون مورد شناسایی واقع شد. علاوه بر این ، فصل ششم بیانگر نتایج آزمایشات دینامیکی صورت گرفته بر روی لرزاننده ی الکترونیکی و میز ضربه بود. در این فصل نتایج به دست آمده از شبیه سازی ها برای رفتار دینامیکی ارائه گردیده و با نتایج آزمایشی مورد مقایسه قرار می گیرد.

7/1- تنظیم نمونه

 

تنظیم آزمایشات دینامیکی که از لحاظ طرحی در شکل 7/1 نشان داده شده در فصل ششم نیز توضیح داده شد. سیستم شامل یک WRS با نیروی بازگرداننده ی F و جرم M بر بالای آن می شود. حرکت سیستم به صورت زیر است

که تغییر شکل فنر d(t) بعنوان اختلاف بین جابجایی اساسی xT و موقعیت جرم xM در نظر گرفته می شود.

مجددا سطوح دامنه ی ثابت شتاب برای تحریک سیستم به کار می رود. بنابراین شتاب اولیه xT(t) بر طبق فرمول زیر می باشد

و معادله ی 7/2 و مشتق زمان بدین صورت تغییر می کند که :

معادله ی حرکت 7/1 می تواند بعنوان مجموعه ای از سه معادله با متغیرهای x1=xM(t) و x2=xM(t) و x3=z(t) بازنویسی شود.

این سیستم با نمونه ی سیمولینک معرفی شده در ضمیمه ی C برابر می باشد. این سیستم بطور آشکاری به زمان تحریک بستگی دارد بنابراین یک سیستم غیر خودکار محسوب می شود. به خاطر آنکه نرم افزار موجود برای محاسبه ی راه حل های دوره ای مربوط به سیستم های خودکار می باشد ، سیستم فوق باید به یک سیستم خودکار تبدیل شود. برای این منظور یک نوسانگر خودکار مورد استفاده قرار می گیرد :

زمانیکه این نوسانگر برای جابجایی تحریک xT به کار می رود ، دو متغیر اضافه معرفی می شوند ؛ یعنی x4 و x5. نوسانگر دارای راه حل ثابت مجانبی می باشد یعنی x4=vampsin(wt) و x5=vampcos(wt). بنابراین حالت زودگذر از معادله ی 7/6 و 7/4 می تواند بازنویسی شود :

و سیستم غیر خودکار 7/5 اینگونه تغییر کند :

[spow 44,195]

7/2- رفتار بلند مدت

 

 

در فصل ششم نتایج به دست آمده از آزمایشات انحراف بسامد معرفی شدند. برخی از خصوصیات غیر خطی نیز به دست آمدند. در این بخش دو روش مختلف برای به دست آوردن منحنی های دامنه ی بسامد ارائه می گردند که در وهله ی اول روش شلیکی و در مرحله ی دوم روش دنبال کردن مسیر معرفی می گردند (بخش های 7/2/2 و 7/2/3).

 

7/2/1- انحراف فرکانس

 

 

برای به دست آوردن منحنی های دامنه ی بسامد و وجود راه حل های دوره ای با شتاب ثابت ، ثابت های مختلفی در نظر گرفته می شود که باعث سهولت در مقایسه ی بین نتایج آزمایشی و شبیه سازی می شوند. سیستم غیرخودکار نیز به کار گرفته شده است. لازم به ذکر است که واکنش تنها تقریبی از رفتار حالت ثابت می باشد. از آنجایی که فرکانس تحریک همیشه تغییر می کند ، یک راه حل دوره ای هرگز به دست نمی آید و تنها تخمین زده می شود.

شکل 7/2 نشان دهنده ی سطوح سرعت مطلق برای سطوح مختلف تحریک می باشد که در آن رفتار گذرا نیز وجود خواهد داشت. در مقایسه با شکل 6/5 می توان مشاهده کرد که رفتار به همان صورت می باشد. برای دامنه های بزرگتر این امر به خوبی نشان داده می شود. اگرچه برای دامنه های کوچکتر ، یک تفاوت آشکار در بین واکنش آزمایشی و شبیه سازی وجود دارد. تشدید یکنواخت در بسامد بالا در شبیه سازی صورت می گیرد.علاوهبراین ، دامنه ی تشدید یکنواخت در شبیه سازی ها در مقایسه با معادل آزمایشی آن کوچکتر می باشد.

انحراف ها به ترتیب صورت می گیرند. یک تحریک آزمایشی اندازه گیری شده در شکل 7/3 نشان داده شده است که در شبیه سازی نیز به کار می رود. نمودار حاکی از آن است که دامنه ی تحریک بین 8 و 17 Hz ثابت نمی باشد.در حدود 16 هرتز یک اوج ثانویه قابل مشاهده می باشد که در شکل 7/4 نشان داده شده است. نمودار پایینی از شکل 7/3 نشان دهنده ی واکنش مطابق می باشد.

هنوز هم بطور کامل مشخص نشده است که چرا برای دامنه های کوچک تر ، نمونه رفتار مشاهده شده را به درستی تشریح نمی کند. به نظر می رسد که نمونه بسیار سنگین میرا شده است. بنابراین WRS برای دامنه های کوچک رفتاری را از خود نشان می دهد که نمی تواند بطور کمی مورد تشریح قرار گیرد. نمونه ی بوک ون بطور کمی در فصل پنجم تشریح شد. دومین راه حل استفاده از یک دامنه بطور دقیق می باشد. در بدترین مورد نمونه ی بوک ون نمی تواند تشریح کننده ی رفتار WRS برای سطوح دامنه ی کوچک باشد.

[spow 44,195]

7/2/2- روش شلیکی

 

 

یک راه حل سریع و مناسب روش شلیکی می باشد که توسط پارکر و چوا و لین و ون تشریح شده است. در هر مرحله ی تکرار روش شلیکی به سمت شرایط اولیه پرتاب می شود. WRS مجموعه ای از طناب های لایه ای هستند که بین گیره های فلزی (میله ها) قرار گرفته اند. این فنرها با عنوان WRI ، فنرهای کابل فلزی و یا فولادی نیز شناخته شده اند.

که در آن T زمان دوره ای راه حل و x0 حالت آن می باشد. صفر بودن H(x0,T) بوسیله ی روش نیوتن و رافسون بوجود آمده است. برای جزئیات این روش شلیکی خواننده باید به پارکر و چائو رجوع کند. آخرین مجموعه از معادلات بدین صورت حل می شوند

که در آن ماتریکس و F(x) تابع پنج بعدی می باشد (7/8). روش شلیکی در هر مرحله از معادلات 7/10 وجود دارد و سپس بدین صورت می باشد

این معادله ی نشان می ده که تکرار مورد حساب قرار گرفته است. در طول تکرار خطا نیز می بایست بطور یکنواخت کاهش یابد.

که در آن خطا بعنوان باقیمانده در نظر گرفته می شود.

[spow 44,195]

7/2/3- دنبال کردن مسیر

 

 

یک عیب روش شلیکی آن است که حدس اولیه باید به راه حل دوره ای نزدیک باشد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که روش شلیکی دارای راه حل دوره ای نمی باشد ولی دربردارنده ی حدس خوبی برای راه حل دوره ای می باشد. این امر کم و بیش برای راه حل های دوره ای صدق می کند. اگرچه این راه حل ها می توانند به خوبی در ترکیب با روش های استمراری به کار روند تا شاخه هایی از راه حل های دوره ای را تعیین کنند. زمانیکه یک راه حل دوره ای ایجاد شد ، جالب است که این راه حل چگونه در زمان متفاوت بودن پارامتر سیستم تغییر می کند. تغییر پارامتر منجر به ایجاد شاخه ای از راه حل ها می شود. یک پارامتری که عمدتا به کار می رود بسامد می باشد. پارامتر دیگر انشعاب نامیده می شود.مجموع این فرآیند روش دنبال کردن مسیر را بوجود می آورد. ساده ترین شکل این روش بخش ترتیبی آن می باشد. این روش باعث افزایش پارامتر انشعاب w با می گردد. زمانیکه راه حل دوره ای w برابر با W* بشد w=w*+ . حدس اولیه w=w* بوده است. اگرچه مشکلات زمانی اتفاق می افتند که یک شاخه وجود داشته باشد. سپس راه حل در w=w* حدس خوبی برای w=w*+ نمی باشد. بنابراین روش شلیکی تقارن پیدا نمی کند. حتی اگر این چنین شود ، بخشی از شاخه بطور کلی دنبال نمی شود یعنی اینکه رو شلیکی از شاخه راه حل تبعیت نمی کند. یک روش بهبود یافته برای غلبه بر این مشکل ، روش ترتیبی طول قوسی می باشد که بر اساس تانژانت شاخه راه حل ها است. تانژانت در آن با p نشان داده می شود. در مرحله ی i یک راه حلxp, i,w p, I در مسیر راه حل قرار می گیرند و از راه حل Xs,I,ws,I شروع می شود

که در آن اندازه ی مرحله است. در نتیجه اصلاح تکرار به صورت قائم برای پیشگویی مرحله به کار می رود.

در طول فرآیند اصلاح ، مقدار باقیمانده می بایست کاهش یابد. اگر این شرط وجود داشته باشد ، یک پیش بینی جدید با اندازه ی جدید محاسبه می شود. یک نمودار شکلی از مکانیزم این کار در شکل 7/5 نشان داده شده است. برای توضیحی کامل از روش دنبال کردن مسیر خواننده به نایفه و بالاچاندران ارجاع داده می شود. در این پایان نامه یک روش غیر خودکار به کار رفته است که در آن پارامتر انشعاب w بسامد شعاعی می باشد. بنابراین سیستم غیر خودکار مورد استفاده قرار می گیرد.

 

7/2/4- ثبات موضعی محلول های دوره ای

 

 

این بخش به بررسی ثبات موضعی راه حل های دوره ای می پردازد که بطور مثال با روش شلیکی به دست آمده اند. این تحلیل ثبات به کار گرفته شده است. در این بخش تلاش شده تا بتوان راهبردهای کاهش ارتعاش و لرزش WRS ارائه گردد. انتظار می رود که تمامی فنرها از خود رفتار متفاوتی نشان دهند زیرا تفاوت های هندسی بوجود آمده بوسیله بی دقتی های در حین فرآیند تولید بوجود آمده است. در تلاش برای یافتن توضیحاتی برای تفاوت ها بین واکنش های مختلف فنرها ، رابطه ی کیفی بین رفتار WRS و متغیر طرح بوجود می آید. این پروژه به محاسباتی که در طول طراحی انجام می شوند کمک شایان ذکری می کند.این معادلات خطی با راه حل دوره ای به دست می آیند. می توان ثابت کرد که مقادیر از ماتریکس T Ф افزاینده های فلوکوئت نامیده می شوند و تمامی آن ها در دایره برای راه حل دوره ای قرار دارند.

اگر سیستم یک سیستم غیرخودکار باشد ، یک افزاینده ی فلوکوئت برابر با یک می باشد

اگر بیش از یک افزاینده در خارج از دایره قرار داشته باشد ، راه حل دوره ای بیپایدار خواهد بود. در پایان اگر یک یا بیش از یک افزاینده در درون دایره قرار داشته باشند نمی توان نتیجه گرفت که راه حل ناپایدار می باشد. نوع انشعابی که صورت می گیرد به مسیر افزاینده بستگی دارد که در دایره وجود دارد. سه سناریو در اینجا مطرح می شود که در شکل 7/6 نشان داده شده اند. در ابتدا یک افزاینده ی فلوکوئت که +1 بوده و و دوم آنکه یک افزاینده که می تواند در دایره -1 در نظر گرفته شود و در پایان یک انشعاب نیومارک که زمانی اتفاق می افتد که دو افزاینده ی توام پیچیده در دایره قرار گیرند.

[spow 44,195]

7/2/5- محلول های دوره ای برای WRS

 

 

در ابتدا راه حل های دوره ای بوسیله ی روش شلیکی (پرتابی) صورت می گیرند تا بتوان اصل مورد نظر را از روش فوق به اجرا گذاشت. علاوه بر این حالتی به دست می آید که راه حل های دوره ای به سادگی به قابل فهم می باشند. در نتیجه Vamp=20mm/s در f=3/6Hz می باشد که بطور مفصل مورد بحث قرار خواهد گرفت.در این بسامد یک نقطه ی اوج می تواند در شکل 7/2 تشخیص داده شود. افزاینده های فلوکوئت از راه حل دوره ای برابر با 0/0381 ، 0/4605+0/1701i ، 0/4605-0/1701i و 0/5719 و 0/9998 می باشد.بنابراین آخرین افزاینده ی فلاکوئت تقریبا برابر با یک است زیرا راه حل برای سیستم خودکار در نظر گرفته شده است. می توان نتیجه گرفت که راه حل ثابت است. شکل 7/7 نشان دهنده ی زمان حالت های x1 و x2 و x3 می باشد. شکل 7/8 مراحل مختلف را نشان می دهد.

دوم آنکه روش شلیکی غیر خودکار در ترکیب با روش دنبال کردن مسیر انجام شده است.بنابراین راه حل های دوره ای برای سیستم غیرخودکار محاسبه می شود. بسامد شعاعی بعنوان پارامتر انشعاب w=2f به کار رفته است. برای هر راه حل دوره ای بیشترین جرم x1 محاسبه و نشان داده می شود. برای انجام محاسبات دقیق تر(tol=10-6) برخی از راه حل های دوره ای ناثابت به نظر می رسند.

بنابرایم دقت طرح رونگا کوتا با کاهش قدرت تولرانس از به افزایش می یابد. بعد از افزایش دقت طرح ، شبیه سازی یکسانی نیز صورت می گیرد. شکل 7/9 نشان دهنده ی این است که تمامی راه حل های ناثابت ناپدید شده اند.

 

راه حل های ناپایدار می توانند در 7/1 در نظر گرفته شوند. بنابراین توابع sgn در 7/5 جایگزین می شوند

که در آن a میزان شیب حدود صفر را کنترل می کند. شکل 7/10 نشان دهنده ی نتیجه برای تقریب sgn(x) می باشد زمانیکه x = 0/02sin(2t) می باشد. می توان مشاهده کرد که سیستم به صفر نزدیک می شود.با جابجایی معادله ی 7/16 به 7/5 یک تقریب از نمونه ی بوک ون به دست می آید. سپس روش دنبالکردن مسیر مجددا برای به دست آوردن نمودار انشعاب که تولرانس آن است مورد استفاده قرار می گیرد. نمودارانشعاب بوجود آمده در شکل 7/11 نشان داده می شود.این نمودار نشان می دهد که تنها راه حل های ثابت مطرح می باشند.

می توان نتیجه گرفت که نمونه ی اصلاح شده ی بوک ون باعث ایجاد نادقتی های عددی می شود که می بایست برای جبران آن دقت طرح عددی افزایش یابد.اگرچه کاهش تولرانس طرح قطعا باعث افزایش زمان محاسباتی می شود.بنابراین می توان پرسید که چه چیزی حائز اهمیت می باشد : یک شبیه سازی سریعتر با تقریب آرام از نمونه ی بوک ون و یا یک محاسبه ی دقیق با زمان محاسباتی بیشتر.

در پایان ، مقایسه ای بین انحراف بسامد و روش شلیکی ترکیب شده با دنبال کردن مسیر صورت می گیرد. هر دو روش نتایج مشابعی را به همراه دارند. در ادامه مقایسه ی دیگری نیز بین آزمایشات و انحراف بسامد موجود در بخش 7/2/1 بوجود می آید. شکل 7/12 نشان دهنده ی واکنش بیشینه x1 برای انحراف بسامد می باشد. این شکل تایید کننده ی آن است که هر دو واکنش یکسان می باشند.

[spow 44,195]

7/3- شبیه سازی ضربه

 

 

در بخش 6/2 آزمایشات ضربه ای مورد بحث قرار گرفت. ورودی ازمایشی برای شبیه سازی آزمایشات ضربه ای با نمونه ی سیمولینک یکسان به کار گرفته شد. نتایج به دست آمده از آزمایشات و شبیه سازی ها با یکدیگر مورد مقایسه قرار می گیرند.

 

7/3/1- نتایج و مقایسه با آزمایشات

 

 

شکل 7/13 نشان دهنده ی نتایج آزمایشات و واکنش ضربه ی شبیه سازی شده می باشد. دامنه ی اوج نخست در شبیه سازی بیشتر از دامنه ی آزمایشی می باشد. این امر می تواند بعنوان تحریکی مستقیم در نظر گرفته شود.شاید چارچوب آنقدر هم سخت نباشد و میرایی نتواند بطور کلی خودداری شود.

شکل 7/13 نشان می دهد که بسامدهای ارتعاش آزاد مشابه یکدیگر می باشند. آنها تقریبا برابر بوده و یک محاسبه ی ساده نشان می دهد که بسامد ثابت حدود 9/5 Hz می باشد. در بخش 6/2 محاسبه شد که بسامد آزمایشی تقریبا 10 Hz بوده است. برای بازگردانی اطلاعات بیشتر در خصوص سیگنال ها بزرگی FFT در شکل 7/14 نشان داده شده است. اختلاف بین بسامدهای آزمایشی و شبیه سازی با بزرگی آن به خوبی نشان داده شده است.در شبیه سازی این موارد در بسامد نسبتا بالایی صورت می گیرند. علاوه براین برای بسامدهای بالاتر بزرگی FFT از شبیه سازی ها بزگتر می باشد که نشان دهنده آن است که واکنش آزمایشی

بطور سنگینی میرا شده است. در پایان شکل 7/15 نشان دهنده ی سه متغیر در طول ضربه می باشد.

7/4) نتایج کلی

 

 

در این فصل روش های مختلفی برای بررسی رفتار بلند مدت سیستم مورد استفاده قرار گرفت. در شروع انحراف بسامد به کار گرفته شد تا منحنی های دامنه ی بسامد به دست اورده شود. نمونه ی اصلاح شده ی بوک ون و نتایج آزمایشی نشان دهنده ی رفتاری مشابه از لحاظ کیفی می باشند. برای سطوح دامنه ی بزگتر هر دو واکنش به طریقه ای کمی نیز توجیه پذیر می باشند ، درحالیکه برای دامنه های کوچکتر ، یک اختلاف می تواند تشخیص داده شود. اگرچه مشخص نیست که آیا شناسایی پارامترهای بطور جداگانه برای دامنه های کوچک مورد نیاز است یا خیر. روش دیگر ایجاد دامنه ای از پارامترها می باشد که البته انجام آن کار دشواری می باشد زیرا تمامی پارامترها دارای معنای فیزیکی هستند. سپس روش شلیکی در ترکیب با روش دنبال کردن مسیر برای پیروی از شاخه های راه حل های دوره ای به کار رفته است. نظریه ی فلوکوئت برای بررسی ثبات موضعی راه حل های نهایی به کار رفته است. به خاطر خطاهای عددی ، برخی از راه حل های بی ثبات یافت شده اند. با افزایش دقت طرح عددی ، تمامی راه حل های بی ثبات ناپدید شدند. بی دقتی های عددی با نمونه ی اصلاح شده ی بوک ون ایجاد می شوند. ورودی نتایج ضربه ای برای شبیه سازی این آزمایش ها به کار رفته است. اگرچه بسامدهای حاصل شده از ارتعاش آزاد تطبیق پذیر می باشند ، ولی اوج هر آزمایشات بسیار با یکدیگر متفاوت هستند. توضیحی در این باره نیز وجود دارد که بر اساس آن شتاب بطور مستقیم بر روی میز ضربه با فنرهای موجود بر روی چارچوب اندازه گیری می شود درحالیکه از انعطاف پذیری و میرایی نمی توانند چشم پوشی کرد.

[spow 44,195]

فصل 8

 

 

نتایج و توصیه ها

 

 

8/1- نتایج

 

 

هدف از این پایان نامه نمونه ی سازی رفتار نیمه استاتیک و دینامیکی WRS در حالت کشش و فشار می باشد. برای رسیدن به این هدف ، انجام چند مرحله ی مقدماتی مورد نیاز می باشد. WRS نشان دهنده ی رفتار پسماندی نامتقارن با رفتار نرم گردانی در محاسط فشاری و رفتار سخت گردانی در محیط کشش می باشد. برای دامنه های کوچک ، WRS دارای رفتار نرم گردانی می باشد که از طریق رفتار نیمه خطی به تدریج به رفتار سخت گردانی برای افزایش دامنه تغییر می کند.

علاوه براین سخت گردانی روی هم قرار گرفته در کشش نیز مشاهده شده است. برخی از خصوصیات غیر خطی برای رفتار دینامیکی ایجاد می شوند مانند بسامد تشدید همنوایی و تشدید های یکنواخت مختلف. اگرچه WRS برای ارتعاشات میراکننده با بسامدهای بالای 15 هرتز مناسب می باشد اگر یک WRS با جرم 50 کیلوگرم بارگیری شود. علاوه بر این ، آزمایشات ضربه ای تایید کرده اند که WRS ها ضربه گیر های بسیار خوبی می باشند. یک نسخه ی اصلاح شده از نمونه ی بوک ون برای تشریح رفتار WRS مورد استفاده قرار گرفت ، زیرا خود نمونه نمی تواند بیانگر رفتار سخت گردانی و نرم گردانی باشد. در ابتدا فهم معنی فیزیکی برخی از پارامترها دشوار می باشد ؛ دوم آنکه یک پارامتر اضافی وجود دارد و پارامترهای دیگر مانند B و γ می توانند منجر به ایجاد منحنی های پسماندی یکسانی شوند. دو راه حل می توانند از افزونگی جلوگیری کنند. (1) افزودن یک حد برای B و γ و (2) برگزیدن یک نسخه ی نمونه ی بوک ون که در آن پارامتر γ حذف شده است. واکنش دینامیکی از نمونه ی بوک ون نشان دهنده ی هیچ واکنش هارمونیکی برای مقادیر n نمی باشد.شناسایی تمامی پارامترها کار دشواری می باشد ، زیرا وزن موجود بر روی پارامترهای مختلف در طول فرآیند تغییر می کند. در نتیجه ، یک راهبرد شناسایی سه مرحله ای بوجود آورنده ی نتایج رضایت بخشی میباشد. نمونه و نتایج آزمایشی با یکدیگر تطابق دارند. شبیه سازی های ضربه ای بطور کیفی با یکدیگر مطابقت دارند. اگرچه دامنه ی ارتعاش متفاوت می باشد. انعطاف پذیری و میرایی چارچوب می بایست در سیستم لحاظ شوند. بسامدهای تئوری و آزمایشی از ارتعاش آزاد با یکدیگر تطابق دارند. انحراف بسامد حالت مناسبی را برای رفتار ارتعاشی از نمونه ی بوک ون بوجود می آورد. واکنش کیفی و نتایج آزمایشی نشان دهنده ی تطابق خوبی می باشند. برای دامنه های بزرگتر هر دو واکنش به طور کمی مشابه یکدیگر می باشند ، اگرچه به نظر می رسد که واکنش نمونه میرا شده است. روش شلیکی در ترکیب با روش دنبال کردن مسیر برای محاسبه ی راه حل های دوره ای به کار می روند. ثبات موضعی با استفاده از نظریه ی فلوکوئت تعیین می شود. با کاهش تولرانس طرح تمامی راه حل ها ثابت می شوند. برای دامنه های کوچک ، برای رفتار استاتیکی و دینامیکی ، WRS نشان دهنده رفتاری می باشد که بطور قابل ملاحظه ای از رفتار دامنه های بزرگتر متفاوت می باشد. بنابراین ، تشریح کمی این رفتار برای برای تمامی دامنه ها غیر ممکن می باشد. آزمایشات نیمه استاتیکی و روش شناسایی برای محاسبه ی واکنش سیستم WRS انجام می شوند. روش تشریح شده ی فوق منجر به ایجاد نتایج خوبی شده و در فرآیند طرح به کار می رود.

 

8/2- توصیه هایی برای تحقیق بیشتر

 

 

فنر طناب سیمی پذیرنده ی طناب سیمی استاندارد به عنوان جزء ارتجاعی می باشد و از اصطکاک ماندگار بین بندهای تکی طناب استفاده می کند. القای هماهنگ فنر منجر به ایجاد به اصطلاح یک حلقه ی پسماند می شود که خود در نهایت باعث اتلاف انرژی می گردد. بنابراین ، WRS یک ابزار میرایی مناسبی می باشد. به منظور افزایش دانش در خصوص رفتار دینامیکی WRS ، هدف از این پروژه بررسی هر دو رفتار شبه استاتیکی و دینامیکی از فنر طناب سیمی در حالت کشش و تراکم می باشد. نمونه ی بوک – ون یک نمونه ی پسماندی در خصوص یک موضوع وابسته به پدیده شناسی بوده که شامل چهار پارامتر α ، B ، γ و n می باشد. کیفیت n بر روی همواری از حالت ارتجاعی به حالت پلاستیکی نظارت می کند. پارامترهای B و γ عمدتا شکل حلقه ی پسماند را کنترل می کنند. با یک انتخاب مناسب برای پارامترهای B و γ می توان سختی و نرمی و رفتار نیمه خطی را نشان داد. اگرچه ، زمانیکه سیستم رفتار نرمی را نشان دهد ، ترکیبات مختلفی برای B و γ می توانند منجر به ایجاد منحنی های پسماندی برابری شوند. با افزودن یک محدودیت برای این دو پارامترها از این پدیده ی اضافی می تواند جلوگیری به عمل آورد. دومین راه حل پذیرفتن نسخه ای جایگزین از نمونه ی بوک – ون است که در آن پارامتر γ حذف شده است. با آزمون های شبه استاتیک بارگیری ، نشان داده شده است که فنر طناب سیمی که در این پروژه به کار رفته است از خود رفتاری را نشان می دهد که نمی توان آن را با نمونه ی بوک – ون توضیح داد ، زیرا WRS دارای رفتار سختی در کشش و رفتار نرمی در تراکم می باشد. دوم آنکه ، برای دامنه های کوچک ، WRS نشان دهنده ی رفتار نرمی می باشد که از طریق رفتار نیمه خطی به تدریج باعث تغییر به حالت سختی می شود تا دامنه افزایش یابد. این پدیده سختی نرم نامیده می شود. در پایان ، تحت فشار ، مسیر بارگیری برای دامنه های مختلف یکسان بوده که اصطکاک سختی نامیده می شود. برای کار با این موارد یک نسخه ی اصلاح شده از نمونه ی بوک ون برگزیده شده است که تشریح کننده ی رفتار فوق می باشد یک نتیجه ی مهم از استفاده ی این مدل اصلاح شده آن اس که مجموعه ای از پارامترهایی که می بایست شناسایی شوند شامل نه مورد هستند که با توجه به وجود پدیده ی افزونگی در نمونه ی بوک – ون ، عمل شناسایی بسیار دشوار خواهد بود. روش های شناسایی مختلفی قبل از انجام سه مرحله ی اولیه صورت گرفته است. در مرحله ی اول تنها رفتار نرمی در نظر گرفته می شود. این پارامترها برای شناسایی مقادیر در مرحله ی دوم می باشند که در آن میزان منحنی پسماند تشریح می شود. در مرحله ی پایانی ، تمامی پارامترها آزاد می شوند تا بطور بهینه تمامی مقادیر را تنظیم کنند. در نهایت واکنش شناخته شده و نتایج آزمایشی نشان دهنده ی تطبیق مناسبی می باشند. اگرچه برای سطوح دامنه ی کوچک هنوز تفاوتی وجو دارد. شبیه سازی هایی نیز برای ایجاد رفتار دینامیکی نمونه ی بوک – ون و مدل اصلاح شده ی آن صورت می گیرد. اگرچه اگر تمامی مسیرها و ابزارهای محاسباتی بتوانند اجرا شوند ، طرح نشان دهنده ی رفتاری برای فنر می باشد.

[spow 44,195]

ضمیمهA

 

 

ابعاد WRS

 

 

شکل زیر به عنوان جدول اطلاعات برایSOCITEC-MP 14 از پلیکال WRS در نظر گرفته می شود.

 

[spow 44,195]

ضمیمهB

 

 

ترکیب های ممکن برای B و γ

در این ضمیمه ترکیباتی برای B و γ که در فصل سوم مورد بحث قرار نگرفتند ارائه می گردد. در مجموع هشت ترکیب امکان پذیر می باشند. از آنجایی که پنج ترکیب قبلا تشریح شدند سه مورد باقی مانده است.

با این ترکیبات برای B و γ شبیه سازی هایی نیز صورت گرفته است. مقادیر موجود برای α و n برابر با صفر می باشند. نتایج به دست آمده در شکل زیر نشان داده شده اند. پر واضح است که این ترکیبات منجر به منحنی پسماند نمی شوند.

[spow 44,195]

ضمیمهC

 

 

نمونه های پیوندی شبیه سازی شده

[spow 44,195]

ضمیمهD

 

 

راهبرد به روزرسانی برای پارامتر مارکوارت

[spow 44,195]

ضمیمهE

 

 

روش شناسایی

 

با شناسایی پارامترهای موجود در نمونه ی بوک ون از ایجاد این قبیل مشکلات جلوگیری به عمل می آید. همچنین بعنوان راه حلی برای این مشکلات یک حد به B و γ افزوده می شود. نتیجه ی مهم دیگر آن بود که نمونه ی بوک ون قادر به تشریح پسماند سختی نمی باشد زیرا حلقه ی پسماند در زمان z >0 مشخص نیست. همچنین این نمونه قادر به تشریح عمل سخت گردانی روی هم قرار گرفته نمی باشد. هر دوی این پدیده ها بطور آزمایشی برای WRS ها صادق می باشند. بنابراین یک نسخه ی اصلاح شده از نمونه ی بوک ون ایجاد شد که توانایی لازم را برای توضیح این پدیده ها در اختیار داشت. در فصل چهارم نتایج آزمایشات نیمه استاتیکی ارائه می گردد. در واقع از پسماند سختی برای تشریح WRS استفاده شد. تاثیر پارامتر بر روی رفتار دینامیکی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. انحراف بسامد برای مطالعه ی تاثیر هر پارامتر نیز صورت گرفت. واضح است که نمونه ی بوک ون دارای یک پاسخ دینامیکی غیر خطی می باشد. ترکیبات موجود برای B و γ منجر به ایجاد منحنی های پسماندی یکسانی می شدند. یک نتیجه ی مهم ایجاد پارامترهایی بود که در انحراف بسامد به کار می رفتند. نتایج آزمایشی نیز برای مقادیر B و γ به دست آمدند.

E.1 طرح برآورد حوزه ی بسامد یک مرحله ای

 

E.2 روش شناسایی یک مرحله ای در حوزه ی زمانی

 

 

اگرچه یک طرح تمام فلزی ، WRS ها یک عملکرد و اجرای میرایی را نشان می دهند ، ولی اصطکاک لغزشی بین لایه های طناب سیمی وجود دارد. فنر طناب سیمی یک جزء الاستیکی می باشد و از اصطکاک پایدار بین هر لایه ی طناب استفاده می کند. این کار هم باعث سبک کردن ضربه ها و هم کاهش ارتعاشات با پهنای باند زیاد می شود. اگرچه فنرهای طناب سیمی برای جداسازی صوتی مناسب نمی باشد. جایگزین هایی برای WRS ها ، پایه های فنر تیغه ای می باشد.

[spow 44,195]

ضمیمهF تاثیر

 

 

B و γ بر روی نمونه ی اصلاح شده ی بوک – ون

بخش 3/2/1 تاثیر پارامترهای B و γ را بر روی منحنی پسماند مورد بررسی قرار می دهد. نشان داده شده است که مقادیر مختلف برای این پارامترها منجر به ایجاد حلقه های پسماندی یکسانی می شوند.

می توان ثابت کرد کهF2 هیچگاه برابر با صفر نمی باشد. بنابراین برای دامنه های کوچکتر ، این نظریه ها می توانند منجر به ایجاد منحنی های پسماندی مختلفی شوند.

نمونه ی بوک – ون در ابتدا توسط بوک پیشنهاد شد. وی در خصوص حرکت دوره ای سیستم پسماند تحقیق و بررسی کرده است. ون نیز نمونه را برای تشریح رفتار پسماندی توسعه داد. وی یک نمونه ی ارثی از نیروی بازگرداننده را بوجود آورد که می توان با توجه به آن بررسی تحلیلی را صورت داد. این نمونه ی تحلیلی چند منظوره خواهد بود. از طریق انتخاب های مناسب برای پارامترها در نمونه می توان گستره ی وسیعی از سیستم های پسماندی را در ترکیب با عمل سفت شدن و سخت شدن نشان داد.نگاهی نزدیکتر به نمونه ی بوک – ون که شامل مطالعه ی پارامتری می شود در فصل سوم موجود می باشد. کو و دیگران به طور آزمایشی یک WRS را برای استفاده از جداسازی ارتعاشی مورد تحلیل قرار داده است.

 

[spow 44,195]

ضمیمهG

 

 

تصاویر و طرح های زمانی

 

 

در بخش 7/2 نتایج روش دنبال کردن مسیر ارائه گردید. خطاهای عددی نیز به چشم می خورند.

جدول G1 فهرست کننده ی افزاینده ها برای دو راه حل ناثابت می باشد که هر دوی آن ها 3/0381 هرتز هستند.

[spow 44,195]

فهرست منابع

فهرست علائم و اختصارات

نوشته اقای امین هادیان

[amin hadian 10]

خوشحالم که پایان نامه کارشناسی من موثر واقع شده

[amin hadian 10]

خوشحالم که پایان نامه کارشناسی من موثر واقع شده