Instability regions of a prestressed compound column subjected to a follower force

• Autorzy: Przybylski J.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The influence of prestressing and bending rigidity distribution between rods of a non-linear column on its natural vibrations and stability is studied. The perturbation method is used for solving the problem. Regions of divergence and flutter instabilities for a column have been determined on the basis of courses of eigencurves as a function of bending rigidity ratio and prestress rate. Discontinuities of the critical force have been observed for certain values of the investigated parameters leading to instability of the column, even for small values of the external load. Although each prestress reduces the critical force, it can be applied to passive vibration control.

PL

W pracy zbadano wpływ wstępnego sprężania i asymetrii rozkładu sztywności na zginanie między prętami geometrycznie nieliniowej kolumny dwuprętowej na drgania takiego układu. Do rozwiązania zagadnienia zastosowano metodę małego parametru. Wyznaczono obszary niestateczności dywergencyjnej i fluterowej na podstawie przebiegów krzywych wartości własnych w odniesieniu do relacjimiędzy sztywnościami i stopniem sprężenia. Zaobserwowano skokowe zmiany wartości siły krytycznej dla pewnych wartości obu parametrów prowadzące do niestateczności układu przy niewielkiej sile zewnętrznej. Mimo tego, że każde wstępne sprężenie obniża wartość siły krytycznej, może być wprowadzane w celu pasywnej kontroli częstości drgań.

Słowa kluczowe

EN

natural vibrations; prestressing; divergence instability; flutter instability; compound column

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 1999
• Tom: nr 1
• Strony: 147--162
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr., il.

Twórcy

autor

Przybylski J.

• Institute of Mechanics and Machine Design Foundations Technical University of Częstochowa

Bibliografia

• 1. BOGACZ R., JANISZEWSKI R., 1986, Zagadnienia analizy i syntezy kolumn obciążonych siłami śledzącymi ze względu na stateczność, Prace Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN, 6, pp.92.
• 2..EVANSEN D.W., 1968, Nonlinear Vibrations of Beams with Various Boundary Conditions, AIAA Journal, 6, 370-372.
• 3. HOLNICKI-SZULC J., HAFTKA R.T., 1992, Vibration Mode Shape Control by Prestressing, AIAA Journal, 30, 7, 1924-1927.
• 4. KOUNADIS A.N., 1983, The Existence of Regions of Divergence Instability for Nonconservative Systems under Follower Forces, International Journal of Solids and Structures, 19, 8, 725-733.
• 5. KOUNADIS A.N., 1997, Criteria for Occurrence of Flutter Instability before Buckling in Nonconservative Dissipative Systems, AIAA Journal, 35, .3, 509-518.
• 6. KURNIK W., PF^KALAK M., 1992, Stability and Bifurcation Analysis of the Non-Linear Damped Leipholz Column, Journal of Sound and Vibration, 152, 2, 285-294.
• 7. KURNIK W., 1997, Bifurkacje dywergentne i oscylacyjne, WNT, Warszawa.
• 8. KWAN A.S.K., PELLEGRINO S., 1993, Prestressing a Space Structure, AIAA Journal, 31, 10, 1961-1962.
• 9. LEIPHOLZ H.E., 1975, Aspects of Dynamic Stability of Structures, Journal of the Engineering Mechanics Division, Proceedings of the ASCE, 101, EM2, 109-124.
• 10. LEVINSON M., 1966, Application of the Galerkin and Ritz Methods to Noncon-servative Problems of Elastic Stability, Zeitschrift fur Angewangte Matematik und Physik, 17, 431-442.
• 11. PEDERSEN P., 1977, Influence of Boundary Conditions on the Stability of a Column under Non-Conservative Load, International Journal of Solids and Structures, 13, 445-455.
• 12. PRZYBYLSKI J., TOMSKI L., GOLEBIOWSKA-ROZANOW M., 1996, Free Vibration of an Axially Loaded Prestressed Planar Frame, Journal of Sound and Vibration, 189, 5, 609-624.
• 13. SUGIYAMA Y., MATSUIKE J., RYU B., KATAYAMA K., KINOI S., ENOMOTO N., 1995, Effect of Concentrated Mass on Stability of Cantilevers Under Rocket Thrust, AIAA Journal, 33, 3, 499-503.
• 14. TOMSKI L., PRZYBYLSKI ,7., GEISLER T., 1994, Vibrations of a Prestressed Compound Beam With a Concentrated Mass, Journal of Sound and Vibration, 174, 3, 315-321.
• 15. WOINOWSKY-KRIEGER S., 1950, The Effect of an Axial Force on the Vibration of Hinged Bars, Journal of Applied Mechanics, 17, 35-36