مطالعه تحلیلی تاثیر شل شدگی بر رفتار ارتعاشات غیرخطی اتصالات پیچ و مهره‌ای

در این تحقیق رفتار ارتعاشات غیرخطی اتصال پیچی تک لبه به صورت تحلیلی و تجربی مطالعه شده است. بر این اساس، در ابتدا با در نظر قرار دادن اثرات رفتار غیرخطی در محل اتصال پیچ، یک مدل غیرخطی دو درجه‌ آزادی برای این نوع اتصالات ارائه شده است. در ادامه، به منظور تعیین پارامترهای مجهول مدل ارائه شده، خصوصیات ارتعاشی این سازه با استفاده از آنالیز مودال تجربی و روش بروزرسانی مدل، تخمین زده شده است. از فرکانس‌های طبیعی برای تشکیل تابع هدف بهینه‌سازی بروزرسانی مدل استفاده و الگوریتم کرم شب‌تاب برای حل مسئله‌ی بهینه‌سازی، استفاده شده است. در نهایت، تاثیر دامنه نیروی تحریک و نیروی پیش بار پیچ‌ها بر رفتار دینامیکی این سیستم‌ها مطالعه شده است. بررسی منحنی‌های دامنه فرکانس نشان می‌دهد که کاهش نیروی پیش‌بار پیچ‌ها باعث کاهش فرکانس طبیعی و همچنین اعوجاج منحنی دامنه فرکانس به سمت چپ می‌شود که نشان دهنده رفتار غیرخطی نرم‌شونده سیستم با کاهش نیروی اعمالی می‌باشد. علاوه بر این، مقایسه مقادیر فرکانس‌های طبیعی تئوری و تجربی نشان می‌دهد که مدل چند درجه آزادی ارائه شده با دقت بسیار مناسبی مشخصه‌های ارتعاشی این سیتسم‌ها را پیش‌بینی می‌کند و با استفاده از این مدل می‌توان رفتار دینامیکی این سیستم‌ها را به ازای پارامترهای مختلف مطالعه کرد.

Analytical Study on Effect of Loosening on Nonlinear Vibration Behavior of Bolted Joints

Bolt connections often loosen under environmental loading conditions and system vibrations, which can lead to disaster risks during its operation. In this study, the nonlinear vibration behavior of an aluminum singlelap joint has been studied analytically and experimentally. Accordingly, considering the effects of nonlinear behavior at the bole joint, a nonlinear twodegree of freedom model for this type of connection is proposed. Then, in order to determine the unknown parameters of the proposed model, the vibrational and dynamic properties of this structure have been estimated using experimental modal analysis and model updating method. Finally, the effect of the amplitude of the excitation force and the preload force of the bolts on the dynamic behavior of these systems has been studied analytically. Examination of amplitudefrequency curves shows that reducing the preload force of the bolts reduces the natural frequency and also distorts the amplitudefrequency curve to the left side, which indicates the softening nonlinear behavior of the system with decreasing applied bolt preload force. In addition, the comparison of the theoretical and experimental natural frequencies shows that the proposed model predicts the vibrational characteristics of these systems with good accuracy, and using the proposed model can study the dynamic behavior of these systems for different parameters