Optimum vibration absorbers for continuous and discrete mechanical systems
Sürekli ve ayrık mekanik sistemler için optimum titreşim sönümleyicileri
- Tez No: 232645
- Danışmanlar: PROF. EŞREF EŞKİNAT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 144
Özet
Bu tezde, sürekli ve ayrık mekanik sistemler için titreşim sönümleyicilerinin optimum parametreleri incelenmiştir. Optimum sönümleyici parametrelerini elde etmek için iki temel yaklaşım oluşturulmuştur. İlk yaklaşım sürekli sistemlerdeki titreşim genliklerinin en aza indirilmesi üzerine kurulmuş ve Lagrange denklemi ve Lyapunov denkleminden yola çıkarak ilgili yöntem geliştirilmiştir. Dinamik esneklik kavramı üzerine kurulan ikinci yaklaşımda, titreşim genliklerini en aza indirmek için, Sherman-Morrison formulasyonundan türetilen yeni bir yöntem kullanılmıştır.Pasif sönümleyici yaklaşımı aracılığıyla, M mod biçimine sahip eşbiçimli bir kirişe veya plakaya bağlı olan n sönümleyicinin (n ve M pozitif tamsayıdır) optimum parametrelerini hesaplamak için bir yöntem geliştirilmiştir. En genel durum olarak, sönümleme enerjisine bağlı olarak dağılma, kinetik ve potansiyel enerjileri ve dış kuvvetlerin etkileri sunulmuştur.Sistemin durum uzayı gösterimini elde etmek için Lagrange denklemi kullanılmıştır. M mod biçimine sahip n sönümleyicili bir sistemin durum uzayı gösterimi oluşturulmuştur. Durum uzayı gösterimi ve Lyapunov denklemi temelinde, sistemin transfer fonksiyonunun H2 normu optimizasyonda kullanılmıştır. Bu normdan optimizasyondaki hedef fonksiyonu oluşturmak için faydalanılmıştır. Sistem çıktıları minimuma indirilmiş ve sönümleyici bulunmayan ve rastgele seçilen sönümleyici parametreleri bulunan durumlarla karşılaştırma yapılarak gösterilmiştir. M mod biçimine sahip eşbiçimli bir kirişe veya plakaya bağlı olan N sönümleyicinin fiziksel sınırlamalar dahilinde en uygun sönümleyici parametreleri geliştirilen yöntem ile belirlenmiştir.Dinamik esneklik kavramı aracılığıyla titreşim genliklerinin minimuma indirilmesine odaklanarak, m kütle ve n sönümleyiciden oluşan bir düzlemsel kütle-yay-sönümleyici sisteminin dinamik esnekliğini hesaplamak için yöntem geliştirilmiştir. Sistemin dinamik esnekliğinin tersi olan dinamik katılık hareket denklemleri ve doğrusal bir grafik temsili kullanılarak ortaya çıkarılmıştır. Birleşik sistemin dinamik esneklik değeri, Sherman-Morrison formulasyonunun ardarda kullanımı ile ana ve sönümleyici sistemlerin parametrelerine bağlı olarak elde edilmiştir. Dinamik esneklik bulunduktan sonra M sönümleyiciden ve n kütleden oluşan bir düzlemsel kütle-yay-sönümleyici sisteminin en uygun sönümleyici parametreleri elde edilmiştir. Önerilen yöntem ile formulasyonların karmaşıklığı en aza indirgenmiştir.Bu tezde, titreşim sönümleme için iki temel model, sürekli ve ayrık sistemlerin modellemesi olarak, geliştirilmiştir. Sürekli ve ayrık sistemlerin birbirleriyle ilişkili olduğu ve geliştirilen ilgili modellerin her iki sisteme karşılıklı olarak uygulanabildiği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the optimum parameters of passive vibration absorbers for continuous and discrete mechanical systems are investigated. Two approaches are undertaken to obtain the optimum absorber parameters. The first approach is built on the continuous system analysis for minimization of vibration amplitudes and the related methodology, motivated by Lagrange?s equation and the Lyapunov equation, is derived. The second approach, based on the receptance concept, uses a new methodology which employs the Sherman-Morrison formula to minimize the vibration amplitudes in discrete systems.A method is developed for calculating the optimum parameters of n absorbers attached to a uniform beam or rectangular plate, the vibrations of which are characterized by the first M modes where n and M can be any positive integers. For the most general case, dissipation due to damping, kinetic and potential energies, and the effects of external forces are all taken into account.Lagrange?s equation is used to generate a state space representation of the system, wherein the Lyapunov equation is used to obtain the H2 norm of the transfer function. This norm is used to construct the objective function for optimization. The optimal response is compared to cases without an absorber and with randomly selected absorber parameters.Focusing on the minimization of the vibration amplitudes using the concept of receptance, a method for calculating the receptance of a generic translational mass-spring-damper system with m masses and n absorbers is developed. The dynamic stiffness of the entire system is derived both directly from the equations of motion and through a linear graph representation of the system. The receptance of the combined system, in terms of the parameters of the main and absorber systems is obtained by applying Sherman-Morrison formula sequentially. The optimal absorber parameters of the system are easily obtained once the receptance is known. The complexity of the formulation is simplified with the proposed approach.Two basic models, both the continuous and discrete system modeling for suppressing vibration, are built in this thesis. It is shown that continuous and discrete systems are interrelated and the corresponding developed methods can be applied to each type of system mutually.
Benzer Tezler
- Kiriş destekli plak yapılarının serbest titreşimlerinin teorik ve sonlu eleman yöntemiyle analizi
Theoretical and numerical modal analyses of beam supported plates
FULDE GÜNDÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADİL YÜCEL
- Ağır ticari araç kabin denge çubuğu için malzeme seçimi analizi
Material selection analysis for heavy commercial cabin stabilizer bar
MESUT GÖRÜRGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BAKKAL
- Toplu ve yaylı parametreli sistemlerde titreşim gücünün dağılımı: Bir kalite kontrol sistemine uygulanması
Başlık çevirisi yok
FARUK BAYRAKTAR
- Ni/ZnO nanokompozit partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz tekniğiyle üretimi
Production of Ni/ZnO nanocomposite particles via ultrasonic spray pyrolysis (USP) method
İLAYDA KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
