آنالیز ارتعاشاتی

هر وسیله ای در طبیعت دارای بیشمار فرکانس ارتعاشی و مود شیپ (Mode shape) است که فرکانس های طبیعی نامیده می شوند. محاسبه ی این فرکانس ها و مود شیپ های آنها در ارتعاشات مسائل مهندسی اهمیت ویژه ای دارد. فرکانس های طبیعی و مود شیپ های آن برای شکل های ساده با استفاده از روش های تحلیلی (Analytical methods) تعیین می شوند. اما برای شکل های پیچیده تنها با استفاده از روش های عددی (Numerical methods) مثل روش اجزاء محدود امکان تعیین آن وجود دارد.

آنالیز ارتعاشاتی به دو دسته اصلی تقسیم می شود:

  • استخراج فرکانس طبیعی و مود شیپ
  • آنالیز ارتعاش اجباری (Forced vibration)

آنالیز مودال

پل تاکوما
فرو ریختن پل تاکوما به دلیل پدیده تشدید

با استفاده از آنالیز فرکانس طبیعی، فرکانس های طبیعی سازه تعیین می شوند. فرکانس یک نیروی متناوب که به یک سازه وارد می شود می تواند نزدیک یکی از فرکانس های طبیعی سازه باشد. اگر چنین اتفاقی رخ دهد، فرکانس موجب تحریک می گردد و سازه شروع به ارتعاش در مود شیپ های فرکانس طبیعی می کند. اگر فرکانس تحریک در نزدیکی فرکانس طبیعی سازه باشد، پدیده رزونانس (Resonance) یا تشدید رخ می دهد. در بسیاری موارد، پدیده تشدید نامطلوب است. بنابراین یا فرکانس تحریک و یا فرکانس های طبیعی سازه باید تغییر کنند.

 

 

آنالیز ارتعاش اجباری

در برخی مواقع به خصوص در سازه های پیچیده، پدیده تشدید اجتناب ناپذیر است. در این مواقع، سطوح ارتعاشی باید تعیین شوند. تحلیل ارتعاش اجباری می تواند برای محاسبه پاسخ ارتعاشی سازه (جابه جایی، سرعت و شتاب) جهت تعیین فرکانس های ارتعاشی سازه نسبت به فرکانس های تحریک مورد استفاده قرار گیرد. تنش و جابه جایی ناشی از تشدید در سازه می تواند موجب آسیب ، خستگی ، عدم راحتی خدمه ، ساکنین یا مسافران شود. در تحلیل ارتعاش اجباری ، نیروهای تحریک ، فرکانس های آنها و فرکانس های طبیعی سازه باید تعیین شوند. تعیین فرکانس های تحریک در برخی مواقع آسان نیست. به طور مثال، نیرو و فرکانس تحریک ناشی از جریان باد حول پل معلق یا نوسانات ناشی از نیروی رانش پروانه در دریای مواج به سادگی قابل محاسبه نیست. از طرف دیگر، برای اخذ نتابج مطلوب باید مشخصات میرایی سازه و ماده باید با دقت زیاد تعیین شوند.

جرم افزوده

موضوع مهم دیگر در آنالیز ارتعاشی، اثر ناشی از سیال اطرف سازه می باشد که معروف به جرم افزوده (Added mass) می باشد که پاسخ ارتعاشی سازه را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد. این مسائل از نوع اندرکنش سازه و سیال (Fluid-structure interaction) می باشند و به خصوص برای مشخصات ارتعاشی هیدروالاستیک کشتی ها و سایر شناورها دارای اهمیت می باشند.

خدمات

  • آنالیز مودال انواع سازه
  • آنالیز زمین لرزه
  • آنالیز ارتعاش هیدروالاستیک
  • تعیین مقاومت ارتعاشی وسایل الکترونیکی
  • آنالیز ارتعاشات ماشین ها