دانلود رایگان ترجمه مقاله بررسی تجربی کاهش ارتعاش سازه خرپای میرای کامپوزیت فضایی (سیج ۲۰۱۸)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب)

F1830

آزمایش مودال
آزمایش مودال سازه خرپا و بار انجام می گیرد و سازه خرپا روی میز ارتعاش ثابت می شود. مرز مقید سازه خرپای شبیه سازی شده در شکل ۱۰ نشان داده شده است. طرح اولیه گره آزمایش با مجموع ۳۸ گره اندازه گیری در شکل ۱۱ نشان داده شده است. از روش برانگیختگی برای برانگیختگی استفاده می شود.
حداقل فرکانس الاستیک وسایل چفت و بست مورد استفاده برای تکیه گاه از حداکثر فرکانس تحلیل سازه نمونه خیلی بیشتر است. به طور کل، تشخیص مرز مقید یازه های کوچک و متوسط کار راحتی است اما تشخیص مرز مقید سازه های بزرگ کار دشواری است. کیفیت سازه خرپا در این مقاله ۱۵٫۸۵ kg، فرکانس تحلیل ۲۰۰ Hz، میز ارتعاش ۴۵۰۰ kg و فرکانس همنوای دسته اول ۲۲۰۰ Hz است که الزامات مرز مقید سازه خرپا را تأمین کند.
پهنای باند آنالیز آزمایش مال سازه خرپا ۲۰۰ Hz، رزلوشن فرکانس ۱ Hz و نمودار حالت پایای تابع پاسخ فرکانس (FRF) در شکل ۱۲ نشان داده شده است.

همبستگی مودال
در این مقاله، معیار اطمینان مودال (MAC) در فرمول (۲) به عنوان شاخص ارزیابی کمی استفاده می شود:

در این فرمول، Vtes و VFE بردارهای مودال مد آزمون و مودال المان محدود هستند: المان ها در MACTest، ماتریس FE زاویه کسینوس بین دو مد و زاویه نسبی دو مد را نشان می دهد. مقدار MAC باید بین ۰ و ۱ باشد. چنانچه مقدار MAC بیشتر از ۰٫۸ باشد، مد ارتعاش Vtest مد آزمون شبیه به مد VFE مد محاسبه المان محدود خواهد بود. چنانچه مقدار MAC کمتر از ۰٫۲ باشد، مد ارتعاش مد آزمایش و مد محاسبه المان محدود قائم خواهند بود.
در این مقاله، از نرم افزار LMS Virtual Lab برای انجام آنالیز همبستگی براساس نتایج آنالیز مودال المان محدود و سازه بار و نتایج آزمایشی مودال بهره گرفته می شود. همانطور که در جدول ۲ نشان داده شده، مودال المان محدود مشابه مد آزمایشی است و مقادیر MAC دو رتبه اول همگی حدود ۰٫۹ و مدل المان محدود قابل قبول است.

تحلیل پاسخ فرکانس سازه بار فضاکار و خرپای فضاکار
براساس مد روبش فرکانس سینوسی مرحله پذیرش، پاسخ سینوسی خرپای فضاکار و سازه بار پرواز هوایی در سه جهت تحلیل می شود و نمودار ابری پاسخ شتاب انتگرال بدست آمد. برای تعیین کمی بزرگی پاسخ شتاب در یک موقعیت خاص در سازه بار فضاکار، در این مقاله گره های سرپوش جلو، سرپوش سمت چپ و سرپوش بالای خرپای فضاکار و سازه بار فضاکار برای تحلیل انتخاب شدند و منحنی پاسخ شتاب گره های اندازه گیری ثابت درست می شوند. مکان و تعداد گره های آزمایش در شکل ۱۳ نشان داده شده است.
در مدل المان محدود، تعداد متناظر گره های اندازه گیری ۱–۴ در مدل سه بعدی ۱۹,۵۴۵؛ ۲۷,۲۲۲؛ ۴۹۱۲ و ۲۵۴,۶۷۹ بود.
آخرین گره آزمایش ۴ ، گره برانگیختگی بیسیک است. مکان این سه گره مطابق با مکان سنسور در آزمایش بعدی است و مکان گره های اندازه گیری شده در مدل المان محدود در شکل ۱۴ نشان داده شده است.
هدف از این آنالیز تعیین تقویت پاسخ شتاب سازه بار فضاکار و خرپای فضاکار موجود تحت وضعیت فرکانس روبش سینوسی مرحله پذیرش، و در مقابل مقایسه داده های پاسخ شتاب با ساختار دارای لایه میرایی ویسکوالاستیک می باشد.
پاسخ سینوسی سازه بار پرواز هوایی و خرپای فضایی در سه جهت براساس مد روبشی فرکانس سینوسی مرحله پذیرش و وضعیت آزمایش ویژه به گونه ای که در شکل ۳ نشان داده شده تحلیل می شود. گره ۱ را به عنوان نمونه جهت بازده منحنی پاسخ شتاب به گونه ای که در شکل ۱۵ نشان داده شده در نظر بگیرید.
با نگاهی به منحنی های پاسخ شتاب گره های اندازه گیری شده در رنج ۰–۲۰۰ Hz، حداکثر فرکانس پاسخ سازه اصلی در جهت X، ۲۲ Hz است. حداکثر پاسخ فرکانس در جهت Y، ۱۱۷ Hz است. پاسخ شتاب کل سازه بار فضاکار و خرپای فضاکار در حداکثر فرکانس متناظر در هر جهت به گونه ای که در شکل ۱۶ نشان داده شده نشان داده می شود.
منحنی پاسخ شتاب گره های اندازه گیری شده در رنج ۰–۲۰۰ Hz، حداکثر فرکانس پاسخ سازه جدید در جهت X، ۱۹ Hz است. حداکثر فرکانس پاسخ در جهت Y، ۱۷Hz است. حداکثر فرکانس پاسخ در جهت Z، ۹۹ Hz است. پاسخ شتاب کل سازه خرپای فضاکار و بار فضاکار در تمام جهات در حداکثر فرکانس متناظر به گونه ای که در شکل ۱۷ نشان داده شده نشان داده می شود.
مقایسه مقادیر پاسخ تشدید در گره اندازه گیری ۱ برای سازه اصلی و سازه جدید لوله طویل شکسته در شکل ۴ نشان داده شده است.
آزمایش ارتعاش خرپای فضاکار
آزمایش ارتعاش آزمایشی است به منظور ارزیابی مقاومت ارتعاش یک مولفه واحد یا کل سازه دستگاهدر حمل و نقل از پیش تعیین شده و محیط سرویس. پارامترهای اصلی آزمایش ارتعاش عبارتند از دامنه، سرعت و شتاب. دو نوع مد ارتعاش وجود دارد: یک مد که ارتعاش سینوسی است و مد دیگر که ارتعاش رندوم است. آزمایش ارتعاش سینوسی غالبا در آزمایشگاه مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع آزمایش ارتعاش سازه تحت عمل برانگیختگی سینوسی می باشد. ارتعاش سینوسی را می توان به ارتعاش روبشی و ارتعاش فرکانس ثابت تقسیم کرد. آزمایش ارتعاش رندوم در واقع یک نوع ارتعاش ناپایدار است که به ارتعاش ثابت و غیرثابت تقسیم می شود.
موارد آزمایشی عبارتند از سازه بار پرواز فضایی و خرپای فضاکار اصلی و سازه جدید لوله طویل شکست که در آن سازه جدید لوله طویل باید با لایه میرای محدود در سازه جعبه بار فضاکار پوشیده گردد (به شکل ۱۸ و ۱۹ مراجعه کنید). لایه میرای آزاد به لوله اتصال افزوده می گردد. لوله طویل توسط لولل چسبنده به تیوب طویل متصل می شود که آن نیز به کمک چند پیچ از طریق رابط به جعبه اتصال متصل می شود (به شکل ۲۰ مراجعه کنید).
هدف از آزمایش دستیابی به پاسخ شتاب سازه بار هوافضا و خرپای فضای اصلی و ساختار جدید با تیوب طویل در سه جهت توسط آزمایش ارتعاش می باشد. نتایج با نتایج شبیه سازی مقایه می شود. برای ارزیابی تأثیر میرایی دو ساختار، تصاویر گرفته شده در آزمایش در شکل ۲۱ نشان داده شده است.
تجهیزات آزمایش شامل میز لرزان الکترومغناطیسی (Space Hill 10t Station, Model H1248a)، آمپلی فایر قدرت، کنترلگر ارتعاش، ابزار اکتساب داده ها، کامپیوتر، سنسورشتاب، و تجهیزات آزمایش ارتعاش می باشد (به شکل ۲۲ مراجعه کنید).
مشخصات، مدل ها و پارامترهای کارکردی ابزارهای اصلی مورد استفاده در کل پروسه آزمایش ارتعاش در جدول ۵ نشان داده شده است.