تحلیل رفتار چاه غیرخطی انرژی با هدف کنترل ارتعاشات سیستم های چند درجه آزادی

در این تحقیق که شامل بخش های تحلیلی و عددی است، کاربرد چاه غیرخطی انرژی دارای دمپر غیرخطی در کاهش ارتعاشات دو سیستم مکانیکی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. بطورکلی چاه غیرخطی انرژی قادر است انرژی را از زیرسیستم اولیه تحت بارگذاری خارجی به صورت یکطرفه ، غیرفعال و در گستره وسیعی از فرکانسهای تحریک جذب نماید. لازم به ذکر است که تاکنون در اکثر مطالعات انجام گرفته توسط محققان، از چاه غیرخطی انرژی دارای دمپر خطی استفاده شده است. از طرف دیگر، مشخصه های غیرخطی چاه غیرخطی انرژی، ناپایداریهایی را نیز در سیستم ایجاد می کند. بنابراین، توسعه روشهای تحلیلی کامل بمنظور طراحی کارآمد جاذبهای غیرخطی ضروری می باشد که علاوه بر پیش بینی پاسخهای حالت پایا به تحلیل مشخصه های پایداری سیستم نیز کمک کند. نمونه ای از این ناپایداریها را می توان در سیستمی شامل اسیلاتورهای ساده مشاهده نمود. در واقع وجود شاخه های اضافی در پاسخهای پریودیک این سیستم، ممکن است برای فرآیند جذب ارتعاشات در این سیستم بسیار مضر باشد. وجود این رژیمها در پاسخ های سیستم ممکن است به ارتعاشاتی با دامنه های بسیار بالاتر از ارتعاشات موجود در این سیستم بدون اتصال چاه غیرخطی انرژی منجرشوند. از این رو در این تحقیق از چاه غیرخطی انرژی دارای یک دمپر غیرخطی به منظور حذف رژیم های پریودیک خطرناک در سیستمی شامل اسیلاتورهای ساده استفاده شده است. در واقع پارامترهای چاه غیرخطی انرژی به گونه ای تنظیم شده اند که بطور همزمان و به کمک چاه غیرخطی انرژی، حذف کامل رژیم های پریودیک خطرناک و همچنین حفظ ناحیه وجود پاسخهای مدوله قوی (که عامل اصلی در جذب انرژی توسط چاه غیرخطی انرژی هستند) در همسایگی هر دو مود تحریک شده در این سیستم امکان پذیر شود. همچنین بررسی پاسخ ها و انشعابات سیستم، در مواردی که چاه غیرخطی انرژی به سیستم اولیه غیرخطی متصل باشد نیز نتایج قابل توجهی بهمراه خواهد داشت. در این راه، استفاده از دمپر غیرخطی در اتصال چاه غیرخطی انرژی نیز موجب حذف بیشتر ارتعاشات و کاهش دامنه نوسانات در این سیستمها می شود. از این رو در تحقیق حاضر به بررسی پاسخ ها و انشعابات سیستمی شامل اسیلاتور غیرخطی وندرپل متصل به چاه غیرخطی انرژی دارای دمپر غیرخطی پرداخته می شود. همچنین میزان انرژی، دامنه نوسانات و بطورکلی پاسخ های سیستم مورد بررسی(سیستم شامل اسیلاتور غیرخطی وندرپل متصل به چاه غیرخطی انرژی دارای دمپر غیرخطی) با حالتی که سیستم شامل اسیلاتور غیرخطی وندرپل متصل به چاه غیرخطی انرژی دارای دمپرخطی باشد، مقایسه می شوند. این مقایسه نشان داد که با استفاده از دمپر غیرخطی در ساختار چاه غیرخطی انرژی، میزان ارتعاشات اتلاف شده بطرز قابل توجهی افزایش می یابد.