Analytical modeling of distributed array of resilient particle impact dampers
Esnek parçacık-darbe-sönümleyicilerinin dağıtılmış dizisinin analitik modellenmesi
- Tez No: 713524
- Danışmanlar: PROF. DR. KENNETH A. CUNEFARE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Georgia Institute of Technology
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 170
Özet
Parçacık darbe sönümleyicileri (PID'ler) veya bilyeli kütle sönümleyicilerin, parçacık-çevreleme ve parçacık-parçacık çarpışmaları yoluyla kinetik enerjiyi dağıtarak titreşen yapılar üzerinde yüksek kayıp faktörleri sağladığı bilinmektedir. Enerji yayılım hızı genliğe bağlıdır, bu da partikül sönümünü oldukça doğrusal olmayan hale getirir. Önceki çalışmalar, partikül sönümlemesi için yatay uyarma (yerçekimine dik) üzerine odaklanmıştı. Dikey olarak uyarılmış sistemler (yerçekimine paralel) de, uyarmanın genellikle harmonik olarak kabul edildiği literatürde incelenmiştir. Bununla birlikte, harmonik bozulmalar, perçinleme ve yontma operasyonları ile uçak yapılarının imalatı ve bakımı gibi tekrarlayan etkilerin meydana geldiği bazı durumları doğru bir şekilde temsil etmez. Bu çalışma, dikey yönde periyodik dürtü uyarımı altında PID'ler için analiz yöntemleri geliştirmekle ilgilidir. Dürtü uyarımı, tepki modellemesi anlamında harmonik uyarımdan farklıdır. Harmonik uyarım altındaki sistemler zorunlu yanıta tabidir, oysa bir dürtü uyarısının etkisi, dürtü uygulama zamanındaki bir başlangıç hız koşulunun etkisine ve bir sonraki dürtüye kadar serbest bir bozunmaya eşdeğerdir. Bu nedenle, burada ele alınan sistemler, doğası gereği serbest yanıtlıdır ve dürtüler arasında kuvvet uygulanmaz. Parçacık sönümlemesi, i) tek bir esnek PID, ii) üzerinde çeşitli konumlara yerleştirilmiş birden fazla PID'ye sahip bir konsol kiriş ve iii) üzerinde çeşitli konumlara yerleştirilmiş birden çok PID'ye sahip basit mesnetli plaka için analiz edilmiştir. Bu analizler, bir konsol kirişi ve bir basit mesnetli plaka üzerinde dağıtılmış bir PID dizisinin optimizasyonu için kullanılır. Varsayılan modlar yöntemi ve Lagrange denklemleri, bir konsol kirişi ve basit mesnetli plakayı modellemek için kullanılır. PID yanıtını simüle etmek için, Doğrusal Zamanlı Değişmez yöntemlerin kullanılmasının en verimli olduğu bulunmuştur, çünkü PID hiçbir zaman tam anlamıyla sabit durum durumunda değildir. Son olarak, problemin karmaşıklığı ve doğrusal olmaması nedeniyle dağıtılmış PID dizisini optimize etmek için bir genetik algoritma kullanılır.
Özet (Çeviri)
Particle impact dampers (PIDs) or shot mass dampers are known to provide high loss factors on vibrating structures by dissipating kinetic energy through particle-enclosure and particle-particle collisions. The rate of energy dissipation is amplitude dependent, which makes the particle damping highly nonlinear. Previous studies have focused on horizontal excitation (perpendicular to gravity) for particle damping. Vertically excited systems (parallel to gravity) have also been studied in the literature, in which the excitation has generally been considered to be harmonic. However, harmonic disturbances do not accurately represent some cases where repetitive impacts occur, such as manufacturing and maintaining aircraft structures with the operations of riveting and chiseling. This study is concerned with developing analysis methods for PIDs under periodic impulse excitation in the vertical direction. Impulse excitation differs from harmonic excitation in the sense of response modeling. Systems under harmonic excitation are subject to forced-response, whereas the effect of an impulse excitation is equivalent to the effect of an initial velocity condition at the impulse application time, and a free decay until the next impulse. Therefore, the systems considered herein are inherently in free-response and unforced between impulses. Particle damping is analyzed for i) a single resilient PID, ii) a cantilever beam with multiple PIDs attached to various locations on the beam, and iii) a simply supported plate with multiple PIDs attached to various locations on the plate. These analyses are used for an optimization of a distributed array of PIDs on a cantilever beam and on a simply supported plate. The method of assumed modes and Lagrange's equations are used to model a cantilever beam and a simply supported plate. In order to simulate the PID response, the use of Linear Time Invariant methods are found to be most efficient, because the PID is never truly in a steady-state condition. Finally, a genetic algorithm, is used to optimize the distributed array of PIDs because of the complexity and nonlinearity of the problem.
Benzer Tezler
- Advanced concepts of piezoelectric patch-based energy harvesting and locally resonant bandgap formation in thin plates
Pirometredeki piezoelektrik yama tabanlı enerji toplama ve lokal rezonant bandgap oluşumunun ileri kavramları
AMIRREZA AGHAKHANI
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. IPEK BASDOGAN
- Nokta soğurucu tipi dalga enerjisi dönüştürücüsü dizilerinin hidrodinamik analizi
Hydrodynamic analysis of point absorber type wave energy converter arrays
İLKAY ÖZER ERSELCAN
Doktora
Türkçe
2017
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDİ KÜKNER
- Lumped element modeling of circular cmut in collapsed mode
Dairesel cmut için çökme modu eşdeğer devre modeli
ELİF AYDOĞDU
Doktora
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. ABDULLAH ATALAR
PROF. DR. HAYRETTİN KÖYMEN
- Nanomekanikte yerel olmayan elastisite teorisi ve çok-ölçekli modellemeye uygulanması
Nonlocal theory of elasticity in nanomechanics and application to multiscale models
MERAL TUNA EROĞLU
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Eksenel gerilme, eğilme ve burulma yüklerine maruz katı silindirik yapılarda dönmüş yüzey çatlaklarının karışık mod kırılma analizleri
Mixed mode fracture analyses of deflected surface cracks in solid cylindrical structures under tension, bending and torsion loads
ÇAĞATAY ORHUN ORAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN AYHAN