بررسی کارایی جاذب ارتعاش ساخته شده از تیر سه لایه با هسته ویسکوالاستیک

در این مطالعه، به بررسی عمل‌کرد جاذب ساخته شده از تیر خمیده‌ی ساندویچی با هسته‌ی ویسکوالاستیک به همراه جرم صلب پرداخته شده است. برای این منظور سازه اصلی به‌شکل جرم و فنر درنظرگرفته شده و تیر سه‌لایه به‌روش لایه به لایه مدل‌سازی شد. برای این کار، لایه‌های بالا و پائین با استفاده از نظریه اویلر برنولی مدل‌سازی شده و در مدل‌سازی هسته از نظریهی مرتبه‌ی بالای برشی استفاده شد. همچنین علاوه بر اندازه جرم صلب الحاقی، اثر فاصله مرکز جرم آن از تیر نیز در محاسبات درنظرگرفته شد. در بررسی رفتار ماده‌ی ویسکوالاستیک از روش مدول مختلط استفاده شده و وابستگی مدول به فرکانس و دما در نظر گرفته شد. برای حل مساله نیز روش المان محدود و المان‌های یک‌بعدی سه‌گرهی با ترکیبی از توابع شکل لاگرانژی و هرمیتی برای دست‌یابی به پاسخ دقیق به‌کار گرفته شد. بررسی عددی تاثیر تغییرات هندسه‌ی تیر، جرم و مکان مرکز جرم صلب در کاهش دامنه ارتعاشات هارمونیک سازه‌ی اصلی ارائه صورت گرفته و از روی آن خواص، طرح جاذب با عملکرد کارآمد ارائه شده است. همچنین صلابت جاذب طراحی شده تحت اثر تغییرات دما بررسی شده و بازه‌‌ی تغییرات دمایی قابل قبول برای استفاده از جاذب تعیین شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد جاذب ارائه شده نقش به‌سزایی در کاهش دامنه‌ی پاسخ فرکانسی سازه‌ی اصلی داشته و تغییرات دمایی در حدود 20 درجه سلسیوس اثری در کاهش کارایی آن ندارد.

Investigating the performance of the damped vibration absorber made of a three-layer beam with a viscoelastic core

In this study the performance of a dynamic vibration absorber made of a curved sandwich beam with a viscoelastic core and an attached rigid mass is investigated. For this purpose the primary structure is modeled as a massspring and the sandwich beam is modeled using layerwisebased methods. This is done by using the EulerBernoulli beam theory for the top and bottom layers and using higherorder shear theory for the core. The constitutive behavior of the viscoelastic material is also described by the complex modulus approach where the dependence of the modulus to frequency and temperature is also accounted for. The solution is provided by using the finite element method with threenode line element and using a combination of Lagrangian and Hermitian shape functions. Numerical studies include investigating the effects of the beam geometric parameters, the mass and gravity center of the rigid mass on the maximum response amplitude, which is used to design an absorber with better performances. Also, the robustness of the method under the effect of thermal variations is assessed and an acceptable range of thermal variation for using the absorber is obtained. It is found that the absorber could significantly reduce the resonance vibration and changes of about 20 oC in environment temperature would not deteriorate its performance.