بهینه‌سازی عملکرد میراگر غیرخطی ضربه‌ای صلب سه‌جرمی در ارتعاشات آزاد با روش ترکیبی فراکاوشی

هدف از مقاله حاضر کاهش ارتعاشات آزاد یک سیستم مکانیکی با طراحی بهینه نسبت جرمی یک میراگر غیرخطی به نام میراگر ضربه‌ای است. میراگر ضربه‌ای شامل تعدادی جرم متصل به سیستم اصلی است که توانایی حرکت در یک محفظه بسته تعبیه‌شده را دارد و باعث کاهش دامنه سیستم اصلی از طریق انتقال حرکت را دارد. بر اساس تحقیقات انجام شده تاکنون، میراگر ضربه‌ای دارای عملکرد بهتری در کاهش ارتعاشات نسبت به میراگرهای خطی است. مهمترین عامل در عملکرد بهینه این میراگر، انتخاب نسبت جرمی است. با توجه به پیچیدگی و حجم محاسبات زیاد برای تحلیل چگونگی رفتار یک میراگر ضربه‌ای، در این پژوهش از روش بهینه‌سازی ترکیبی فراکاوشی برای تعیین نسبت جرمی بهره گرفته شده است. با مقایسه نتایج روش بهینه‌سازی مذکور و طراحی اولیه، قدرت و کارایی بالای روش ارائه شده جهت طراحی میراگر مشهود است. طراحی بهینه پارامترهای مسئله توانسته میزان دامنه ارتعاشات سیستم اصلی را در کمتر از 2 ثانیه تا مقدار 5 درصد دامنه اولیه کاهش دهد. استفاده از میراگر ضربه‌ای بهینه انرژی سیستم را نیز به میزان بیش از 90 درصد کاهش داده است.

performance optimization of three-mass nonlinear rigid impact damper by hybrid metaheuristic method in free vibration

the aim of the present study is to reduce the free vibrations of a mechanical system by optimally designing the mass ratio of a nonlinear damper called the impact damper. the impact damper contains a number of masses connected to the main system that has the ability to move in a closed enclosure and reduce the amplitude of the main system through the transmission of motion. according to research done so far, impact dampers have better performance in reducing vibrations than linear dampers. the most important factor in the optimal performance of this damper is the design of the mass ratio. due to the complexity and high volume of calculations to analyze the behavior of an impact damper, in this study, the hybrid metaheuristic method has been applied todetermine the mass ratio. by comparing the results of the presented optimization method and the conventional design, the high power and efficiency of the proposed method for damper design are evident. the optimal design of problem parameters could reduce the amplitude of system vibrations in less than 2 seconds to 5% of the initial amplitude. the application of optimal impact damper has also decreased the system energy by more than 90%.