استفاده از روش باقیمانده وزنی زمانی در حل ارتعاش اجباری تیر تیموشنکو تحت اثر بار متحرک

در این مقاله، فرمول‌بندی یک روش باقیمانده وزنی زمانی برای تحلیل ارتعاش تیر تیموشنکو تحت اثر بار متحرک توسعه داده شده‌است. ایده‌ی اصلی این روش که اولین بار در مرجع [1] برای حل مساله انتشار موج اسکالر معرفی گردید، استفاده از روابط پیش‌انتگرال‌گیری در کنار معادلات تعادل است. در گام نخست روش پیشنهادی، بازه‌ی زمانی به تعدادی زیر بازه افراز می‌گردد. سپس میدان شتاب در هر زیر بازه به صورت ترکیب یک تابع مجهول و یک سری نمایی با ضرایب ثابت تعریف می‌شود. در نهایت پاسخ مساله با روش باقیمانده وزنی زمانی همراه با ارضاء دقیق شرایط اولیه و  شرایط مرزی در دو انتهای تیر برآورد می‌شود. مهم‎ترین امتیاز این روش، ذخیره‌سازی اطلاعات هر گام زمانی بر روی ضرایب پایه‌های نمایی است، به‌گونه‌ای که پیشروی حل در زمان بدون نیاز به گسسته‌سازی تیر و تنها با استفاده از یک رابطه بازگشتی مناسب برای اصلاح ضرایب پایه‌های نمایی انجام می‌شود. به منظور بررسی دقت و کارایی روش پیشنهادی، نتایج حاصل در حل چهار مثال نمونه از مساله بار متحرک سرعت ثابت و شتابدار بر روی تیر با شرایط مرزی متفاوت، با نتایج روش اجزا محدود مقایسه شده‌است. این مقایسه بیانگر سرعت و دقت بیشتر روش پیشنهادی در برآورد نیروهای داخلی برشی و لنگر خمشی تیر نسبت به روش المان محدود است.

using the time-weighted residual method in forced vibration analysis of timoshenko beam under moving load

in this study, formulation of a recently proposed time-weighted residual method has been developed for the vibration analysis of timoshenko beams under moving loads. employing pre-integration relations as well as equilibrium equations is the main idea of this method. in the first step of the proposed method, the time interval is subdivided into a number of sub-intervals and then the acceleration field in each time step is defined as the combination of an unknown function and a series of exponential basis functions with constant coefficients. finally, the solution of the problem is computed by the time-weighted residual method along with exact satisfaction of the initial and the boundary conditions at the two ends of the beam. storing the information of solution at each time step on the exponential coefficients is the most important advantage of this method so that the solution is progressed in time without the need to discretize beams and only by using an appropriate recursive relation to update the exponential coefficients. in order to investigate the accuracy and efficiency of the proposed method, the results of solving three sample problems of constant and accelerated moving load on the beams with different boundary conditions, are compared with the results of the finite element method. this comparison illustrates the speed and accuracy of the proposed method in estimating the internal shear forces and bending moments rather than those obtained by the finite element method.