مطالعه پدیده‌های پرش و آشوب در تیر غیرخطی یکسرگیردار با جرم متمرکز تحت اثرات جریان آب

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران

2 نویسنده مسئول: دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران

3 کارشناس ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

doi
چکیده

در تحلیل بسیاری از سازه‌های دریایی نظیر ستون‌ها و سازه‌های نفتی، تکیه‌گاه‌های دکل‌های نفتی و برج‌های احاطه‌شده توسط آب، معمولاً از مدل تیر یکسرگیردار استفاده می‌گردد. این مدل‌ها معمولا وزن یک جرم متمرکز را تحمل می‌کنند که دامنه پاسخ این سازه‌ها در حین طراحی از اهمیت خاصی برخوردار می‌باشد. در این مقاله تیر غیرخطی یکسرگیردار مغروق در سیال، با یک جرم متمرکز تحت اثرات جریان هارمونیک آب موردمطالعه قرارگرفته است. با استفاده از روش بالانس هارمونیکی، پاسخ تیر غیرخطی یکسرگیردار با سه جمله غیرخطی در چهار مود اول تعیین می‌شود. بررسی پاسخ فرکانسی حل تحلیلی و شبیه‌سازی عددی نشان می‌دهد پدیده پرش در ناحیه پاسخ سه‌گانه بین نقاط دوشاخگی رخ می‌دهد. پدیده پرش در مود اول از نوع سخت شونده و در مودهای دو تا چهار از نوع نرم شونده است. هر یک از جمله‌های غیرخطی اثرات متفاوتی بر روی رفتار ارتعاشی سیستم و پدیده پرش دارد. رفتار تیر در فضای حالت در کنار پاسخ زمانی و نگاشت پوآنکاره نشان می‌دهد مسیر منحنی فاز دارای نقاط پایداری مختلفی است. در انتها پدیده آشوب در تیر غیرخطی موردمطالعه قرار گرفت، در نقاط دوشاخگی رفتار سیستم آشوبناک است و جمله غیرخطی هندسی مؤثرترین اثر را در بی‌نظمی پاسخ دارد. بررسی پدیده‌ پرش بااستفاده از روش‌های تحلیلی‌وعددی و مقایسه دو روش بایکدیگر به منظور صحه‌گذاری نتایج، مطالعه پدیده پرش در چهارموداول، بررسی جامع پدیده‌های غیرخطی ازجمله دوشاخگی و آشوب در منحنی‌های فاز، پاسخ زمانی، پوانکاره و نگاشت، از نو‌آوری‌های تحقیق در زمینه تیرغیرخطی مغروق، است.