تخمین خواص مکانیکی، دینامیکی و محاسبه نیروهای داخلی ارتعاش یک سازه مرکب با اندازه گیری خواص هر یک از زیرسازه ها

در مهندسی، سازه های پیچیده بزرگی وجود دارند که از چندین زیرسازه تشکیل شده و این زیرسازه ها با اتصالات مختلف به یکدیگر وصل گردیده و سازه مرکب اصلی را تشکیل می دهند. تحلیل مکانیکی و دینامیکی، محاسبه نیروهای داخلی و بررسی رفتار ارتعاشی این سازه های پیچیده هم هزینه های زیادی را می طلبد و هم نیازمند کامپیوترهای بسیار قوی برای تحلیل می باشد. همچنین شناسایی نیرو یکی از کلیدی ترین مراحل در پروسه طراحی سازه های مرکب است. در فاز طراحی تخمین دقیق نیروهایی که زیرسازه ها به یکدیگر وارد می کنند، بسیار مهم خواهد بود. هدف اصلی در این پایان نامه به دست آوردن رفتار مکانیکی و دینامیکی کل سازه و نیروهای داخلی بین اجزاء زیرسازه ها با به دست آوردن رفتار دینامیکی هر یک از زیر سازه ها با استفاده از روش دینامیک زیرسازه ای و تست آنالیز مودال است.در تست مودال عملی برخی از frfها (انتقالی) اندازه گیری شده اند. برای شناسایی دقیق رفتار دینامیکی سازه مونتاژی و همچنین نیروهای مکان های حساس و مهم سازه های پیچیده از قبیل سازه cross-beam، داشتن مدل دقیق و همچنین frfهای مربوط به درجات آزادی دیگر از جمله درجات آزادی چرخشی و پیچشی الزامی است. در این پایان نامه برای بدست آوردن مدل دقیق سازه و frfهای فوق، روشی ارائه شده تا بتوان مدل به روز شده و دقیق زیرسازه ها و سازه مونتاژی برای محدوده فرکانسی بالا(حدود 3200 هرتز) را استخراج کرد. در روش به روز سازی از 2 الگوریتم fminsearch و ژنتیک استفاده شده است. بر روی زیرسازه ها و سازه مونتاژی تست مودال عملی انجام شده و همچنین مدل به روز شده آنها استخراج شده است. در قسمت بعد خواص اتصال واقعی با استفاده از داده های تست مودال عملی و یک تئوری توسعه یافته محاسبه گردیده است. در روش شناسایی اتصال اهمیت وجود frfهای مربوط به r-t dofها در قالب یک مثال عددی نشان داده شده است. همچنین برای کاهش اثرات ill-conditionسیستم از یک روش توسعه یافته وزنی استفاده شده است. با داشتن خواص زیرسازه ها و اتصال، تئوری کوپلینگ مودال زیرسازه ها و اتصال جهت محاسبه خواص سازه مونتاژی ارائه گردیده است. در این تئوری اثر residual flexibility و تعداد درجات آزادی اتصال بر روی دقت نتایج خروجی بیان شده است. با داشتن مدل دقیق و به روز شده سازه مونتاژی، تئوری شناسایی نیرو در 2 حوزه زمان و فرکانس به صورت مستقل ارائه شده و در نهایت نیروها و ممان های هر گره اتصال محاسبه شده است.