Analysis of vibration absorbers using flexible multi-body dynamics
Esnek çoklu sistem dinamiği kullanarak titreşim emicilerin analizi
- Tez No: 843274
- Danışmanlar: PROF. ATİLA ERTAS
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Texas Tech University
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Dinamiği, Titreşimi ve Akustiği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 192
Özet
Modern dijital bilgisayarların ilerlemeleri, dinamik yük koşulları altında büyük ölçekli sistemlerin doğru analizi için olanak sağlar. Bu sistemlerin doğrusal olmayan analiz yöntemleri, gerçek sistem yerine bilinen elastik ve atalet özelliklerine sahip ayrık cisimlerden oluşan bir eşdeğer model kullanma konseptine dayanır. Gerçek sistemler, aslında her biri büyük öteleme ve dönme yer değiştirmelerine maruz kalabilen, birbirine bağlı sert ve deforme olabilen gövdelerden oluşan çok gövdeli sistemler oluşturur. Çok gövdeli sistemler olarak modellenebilecek fiziksel sistemlere örnek olarak makineler, mekanizmalar, araçlar, robotik manipülatörler ve uzay yapıları verilebilir. Esnek çoklu cisim dinamiğinde büyük deplasman sorunlarının sonlu eleman simulasyonu için birçok yaklaşım bulunmaktadır. Bunlar arasında kayan referans çerçeve formülasyonu, farklı artımlı yaklaşımlar veya büyük dönme vektör formülasyonları yer almaktadır. Bu yaklaşımların tümünün dezavantajı, esnek bir cisim üzerine sabit bir yerel referans çerçevesi kullanmaları nedeniyle denklemlerdeki yüksek doğrusal olmayan terimlerdir. Son zamanlarda tanıtılan Mutlak Düğüm Koordinat Formülasyonu (ANCF), bu açıdan teşvik edilebilir bir tekniktir. Mutlak Düğüm Koordinat Formülasyonunda, eleman nodal koordinatlarını tanımlamak için global deplasman koordinatları ve global eğimler kullanılır. Bu nedenle, klasik sonlu eleman formülasyonlarında non-izoparametrik elemanlar olarak kurulan kiriş, levha ve kabuk elemanları, bu yeni teknikle izoparametrik elemanlar haline gelir. Bu yeni yöntemin kullanımı, eleman şekil fonksiyonu ve mutlak düğüm koordinatları kullanılarak rijit cisim dinamiğinin kesin modellemesini sağlar. Ayrıca, bu yeni yöntemin kullanımı, sabit bir sistem kütlesine ve bu nedenle santrifüj ve Coriolis kuvvetlerinin sıfır olmasına neden olur. Bu tezde, Kiriş-Uç Kütle-Top yapısı, esnek çoklu cisim dinamik sistemi olarak ele alınarak ANCF formülasyonu sistemin doğrusal olmayan dinamiklerinin incelenmesi için kullanılmıştır. Ayrıca, kiriş frekansının top frekansının iki katı olduğu durumda iki mod arasında tam enerji transferini göstermek amaçlanmıştır.Bu durum literatürde otomatik parametrik titreşim emilimi olarak bilinir. Sonuçlar, deneysel ve MSC.ADAMS bulguları ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Advancements in modern digital computers provide means for an accurate analysis of large-scale systems under dynamic loading conditions. The methods for the nonlinear analysis of these systems are based on the concept of replacing the actual system with an equivalent model made up from discrete bodies that have known elastic and inertia properties. The actual systems, in fact, form multibody systems consisting of interconnected rigid and deformable bodies, each of which may undergo large translational and rotational displacements. Examples of physical systems that can be modeled as multibody systems are machines, mechanisms, vehicles, robotic manipulators, and space structures. There are many approaches to the finite-element simulation of large displacement problems in flexible multibody dynamics such as the floating reference frame formulation, different incremental approaches, or large rotation vector formulations. The disadvantage of all these approaches is the high nonlinear terms in the equations of motion since they use a local reference frame fixed to a flexible body. The recently introduced Absolute Nodal Coordinate Formulation (ANCF) is promotable from this point of view. In absolute nodal coordinate formulation, global displacement coordinates and global slopes are used to define the element nodal coordinates. Therefore, beam, plate and shell elements which have been established as non-isoparametric elements in classical finite element formulations become isoparametric elements with this new technique. As a result, exact modeling of the rigid body dynamics can be obtained using the element shape function and absolute nodal coordinates. Moreover, usage of this new method results in a constant system mass matrix and, therefore, the centrifugal and coriolis forces become zero. In this dissertation the Beam-Tip Mass-Ball structure is treated as a flexible multibody dynamic system and the ANCF formulation is used to demonstrate the coupled nonlinear dynamics of a large deflection of a beam with an appendage consisting of a mass-ball system. It is also aimed to show the complete energy transfer between two modes occurring when the beam frequency is twice the ball frequency, which is known as auto parametric vibration absorption in the literature. Results are discussed and compared with experimental and MSC.ADAMS findings.
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
- Aktif ve pasif yapı kontrolü
Active and passive structural control systems
ÖZGÜL ZOBU
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiYapı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. A. NECMETTİN GÜNDÜZ
- Yüksek hızlı raylı sistem aracı ile esnek yapı arasındaki titreşim azaltılması için pasif sistem absorber tasarımı
Passive system absorber design for vibration reduction between high-speed rail vehicle and flexible structure
MUHAMMED TUNAHAN ÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mekatronik MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET AKİF KOÇ
- Meyve dokularında niteliksel ölçüm yapabilen elle tutulabilir spektroskopik donanım tasarımı ve gerçeklemesi
Design and implementation of a hand-held devi̇ce to spectroscopically assess fruit quality
ALİ SARIKAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA İNCİ ÇİLESİZ