Tłumienie a wrażliwość dynamiczna

• Autorzy: Jabłonka A. , Hien T. D.

Warianty tytułu

EN

Damping and dynamic sensitivity

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono próbę oszacowania wpływu tłumienia na stopień dynamicznej wrażliwości konstrukcji. Rozpatrywane układy konstrukcyjne dyskretyzowano w ramach modelu przemieszczeniowego metody elementów skończonych. Otrzymany układ równań różniczkowych zwyczajnych scałkowano numerycznie metodą superpozycji modalnej. Przeprowadzono i przedyskutowano wyniki analizy wrażliwości dynamicznej dla dużej skali konstrukcji złożonej, wzbudzonej przez uderzenie typu Heaviside'a, w dwóch wariantach, z tłumieniem i bez. Wnioski końcowe wskazują na możliwość zmniejszenia wrażliwości niektórych typów konstrukcji poprzez zastosowanie tłumików.

EN

The paper presents an attempt to investigate the influence of damping effects on the sensitivity response of structures from the point of view of dynamics. This means that one should answer not only the well-known question how dampers reduce vibration amplitudes, but also, and first of all, the question how the damping effects affect the structural sensitivity. Namely, whether a damped system is less sensitive to variations of design variables, such as cross sections, thickness or Young module of structural members. After the introduction, in the second section a variational formulation for structure dynamics is presented in the context of the finite element method. In the next section the time instant dynamic sensitivity is described. The system of ordinary differential equations obtained is numerically integrated by the mode superposition algorithm. In the fourth section a large scale complex truss-beam-shell system of 12822 degrees of freedom, Fig. 1, excited by a Heaviside impact is implemented and discussed in two options, damped and undamped. A number of graphs related to dynamic displacements, internal forces and sensitivity for elements is shown, Figs. 2 - 6. The concluding remarks are given with some suggestion to reduce sensitivity of some of types structures by using dampers.

Słowa kluczowe

PL

wrażliwość dynamiczna; tłumienie; element skończony

EN

dynamic sensitivity; damping; finite element

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 57, nr 9
• Strony: 1040--1043
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wzor

Twórcy

autor

Jabłonka A.

autor

Hien T. D.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Budownictwa i Architektury, Katedra Teorii Konstrukcji, Al. Piastów 50, 70-311 Szczecin,

Bibliografia

• [1] Wilson J. F.: Dynamics of Offshore Structures. Wiley, New Jersey 2003.
• [2] Weber H., Hien T. D.: Elimination of beat effects in structures by added lumped mass. PAK, Vol. 56, 2010.
• [3] Clough R. W., Penzien J.: Dynamics of Structures. MsGrew-Hill, New York 1975.
• [4] Kleiber M., Hien T. D.: The Stochastic Finite Element Method. Wiley, New Jersey 1992.
• [5] Kleiber M., Hien T. D.: Parameter sensitivity of inelastic buckling and post-buckling response. Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 145, Elsevier Science 1997.
• [6] Spence P. W., Kenchington C. J.: The Role of Damping in Finite Element Analysis. NAFEMS, 1993.
• [7] Weber H., Hien T. D.: Computational analysis of statics and dynamics of complex structures by finite element method. PAK, Vol. 55, 2009.
• [8] Drewko J., Hien T. D.: First- and second-order sensitivities of beans with respect to cross-sectional cracs. Arch. Appl. Mech. 74, Springer-Verlag, 2005.
• [9] Hien T. D., Kleiber M.: Stochastic design sensitivity in structural dynamics. Int.J. Numer. Meth. Eng., Vol. 32, Wiley 1991.
• [10] Hien T. D., Kleiber M.: Stochastic structural design sensitivity of static response. Int. J. Comput. Struct., Vol. 38, Pergamon Press 1991.
• [11] Hien T. D., Kleiber M.: Computational aspects in structural design sensitivity analysis for statics and dynamics. Int. J. Comput. Struct., Vol. 33, Pergamon Press 1989.
• [12] Bathe K. -J.: Finite Element Procedures. Prentice-Hall, New Jersey 1986.
• [13] Zienkiewicz O. C., Taylor R. L.: The Finite Element Method. McGrew-Hill, London Vol. 1 1986, Vol. 2 1993.
• [14] Kawecki J., Kowalska A.: Tłumienie drgań w opisie sztywnościowo-bezwładnościowym. Wyd. Politechniki Krakowskiej, 3-B/2010.
• [15] Chowdhury I., Dasgupta S.P.: Computation of Rayleigh Damping Coefficients for Large Systems. EJGE, 2003.
• [16] Hien T. D., Kleiber M.: POLSAP - A Finite Element Code for Deterministic and Stochastic Analyses of Large 3D Structures. IPPT PAN, Warszawa 1990.
• [17] Nawrotzki P., Dalmer F.: Der Einfluss von Schwingungstilgern auf die Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit von Bauwerken. DACH Tagung 2005.