Aktywne tłumienie drgań jednowymiarowego ośrodka ciągłego pod obciążeniem ruchomym

• Autorzy: Pisarski D. , Bajer Cz.

Warianty tytułu

EN

Active damping of vibrations of one dimensional continuum under a moving load

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca prezentuje wyniki badań półaktywnego sterowania drgań jednowymiarowego ośrodka ciągłego pod obciążeniem ruchomym. Konstrukcje przęseł mostowych obciążonych pojazdami poruszającymi się z dużą prędkością można wzmocnić stosując selektywnie włączane elementy wsporcze w postaci tłumików z cieczą elektro lub magnetoreologiczną. Dzięki temu uzyskuje się skuteczniejsze obniżenie amplitud drgań niż przy stale działających tłumikach. Celem pracy jest wskazanie dróg postępowania przy doborze właściwej strategii sterowania. W modelu przyjęto dowolną liczbę tłumików wiskotycznych, zamocowanych w dowolnych punktach continuum i sterowanych funkcjami kawałkami stałymi. Zaprezentowano w pełni analityczne sformułowanie problemu. Odpowiedź układu została wyznaczona metodą szeregów potęgowych. Po licznych symulacjach numerycznych zaproponowana została prosta w realizacji metoda sterowania, której skuteczność wykazano na przykładach.

EN

In this paper, a semi-active control of vibrations of ID elastic continuum under a traveling load is presented. Bridge spans induced by vehicles traveling over it with high speed can be reinforced by supplementary supports with magneto or electroreo logical dampers controlled externally. Structures with such an external control of parameters can resist to the load in a more efficient way. Controlled system widely outperforms passive cases when decreasing amplitudes of transverse vibrations. The goal of the paper is to design a control method - effective and simple in practical realization. In the model the number of dampers and their fixed points are taken as arbitrary. Control functions are assumed to be piecewise constant. Response of the system is solved in modal space. Full analytical solution is based on the power series method and is given in an arbitrary time interval. The performance of assumed strategy is verified for different cost integrands. Several examples are solved by using the proposed method.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja; przęsło mostowe; drgania; metoda szeregów potęgowych

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Drogi i Mosty
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 4
• Strony: 71--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Pisarski D.

autor

Bajer Cz.

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN w Warszawie

Bibliografia

• [1] Ryba L.: Vibrations of solids and structures under moving loads. Thomas Telford House, 1999
• [2] Yang Y.B., Wu Y.S., Yau J.D.: Vehicle-bridge interaction dynamics: with applications to high-speed railways. World Scientific Publishing Company, 2004
• [3] Olsson M,: On the fundamental moving load problem. Journal of Sound and Vibration, 154, 2, 1991, 299 - 307
• [4] Szczesniak W., Ataman M., Zbiciak A.: Drgania belki sprężystej wywołane rucho-mym, liniowym oscylatorem jednomasowym. Drogi i Mosty nr 2/2002, 53 - 83
• [5] Pesterev A. V., Bergman L. A.: Response of elastic continuum carrying moving linear oscillator. ASCE Journal of Engineering Mechanics, 123, 8, 1997, 878 -
• [6] Metrikine A. V., Verichev S.N.: Instability of vibration of a moving oscillator on a flexibly supported Timoshenko beam. Archive of Applied Mechanics, 71, 9, 2001, 613-624
• [7] Biondi B., Muscolino G.: New improved series expansion for solving the moving oscillator problem. Journal of Sound and Vibration, 281, 1-2, 2005, 99 - 117
• [8] Bolotin W. W.: Wpływ ruchomego obciężenia na mosty (w j. ros.). Reports of Moscow University of Railway Transport MIIT, 74, 1950, 269 - 296
• [9] Sadiku S., Leipholz H.H.E.: On the dynamics of elastic systems with moving concentrated masses. Ingenieur Archiv, 57, 3, 1987, 223 - 242
• [10] Ichikawa M., Miyakawa Y., MatsudaA,: Vibration analysis of the continuous beam subjected to a moving mass. Journal of Sound and Vibration, 230,3,2000,493 - 506
• [11] Dyniewicz B., Bajer C.I.: Paradox of the particle's trajectory moving on a string. Archive of Applied Mechanics, 79, 3, 2009, 213-223
• [12] Sapiński R., Pilat A., Rosol M.: Modelling of a quarter car semi-active suspension with a MR damper. Machine Dynamics Problems, 27, 2, 2003, 107 - 116
• [13] Giraldo D., Dyke Sh.J.: Control of an elastic continuum when traversed by a moving oscillator. Journal of Structural Control and Health Monitoring, 14,2007,197 - 217
• [14] Ruangrassamee A., Kawashima K.: Control of nonlinear bridge response with pounding effect by variable dampers. Engineering Structures, 25, 5,2003,593 - 606
• [15] Yoshida K., Fujio T.: Semi-active base isolation for a building structure. International Journal of Computer Applications in Technology, 13, 1/2, 2000, 52 - 58
• [16] Ossowski A.: Semi-active control of free beam vibration. Theoretical Foundations of Civil Engineering, 11, 2003, 557 - 566
• [17] Frischgesell T., Krzyżyński T., Bogacz R., Popp K.: On the dynamics and control of a guideaway under a moving mass. Heavy vehicle systems. A series of the International Journal of Vehicle Design, 6, 1/4, 1999, 176 - 189
• [18] Frischgesell T., Popp K., Reckmann H,, Schutte O.: Regelung eines elastischen Fahrwegs inter Verwendung eines variablen Beobachters, Technische Mechanik, 18, 1, 1998,44-55
• [19] Tylikowski A.: Stabilization of parametric vibrations of a nonlinear continuous system. Meccanica, 38, 6, 2003, 659 - 668
• [20] Tylikowski A.: Active damping of geometrically nonlinear transverse beam vibrations. Mechanics and Mechanical Engineering, 5, 2, 2001, 127 - 136
• [21] Tylikowsk\i A., Watanabe K., Ziegler F.: Active damping ofparametric vibrations of mechanical distributed systems. IUTAM Symposium on Dynamics of Advanced Materials and Smart Structures, Kluver Academic Publishers, Dordrecht 2003, 409-418
• [22] Mohler R.R.: Nonlinear Systems. Vol. 2. Applications to bilinear control. Prentice Hall, 1991
• [23] Mohler R.R.: Bilinear control processes. Academic Press, New York 1973
• [24] Bogacz R., Bajer C.I.: Active control of beams under moving load. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 38, 3, 2000, 523 - 530