استفاده از روش اجزاء محدود طیفی در تحلیل ارتعاشی اجزاء سازه‏ای، تحت اثر نیروهای ضربه و بارهای متحرک

تحلیل سازه‏های مختلف تحت اثر بار متحرک و استفاده از نتایج آن در طراحی اجزای مختلف پل‏ها از قبیل عرشه، تیرها و... همواره مورد توجه بوده است و امروزه با ورود وسایل نقلیه‏ی پرسرعت به سیستم حمل و نقل عمومی، اهمیت تحلیل دقیق سازه‏ها تحت اثر بار متحرک چندین برابر گردیده است. علاوه بر اهمیت تحلیل یک سازه تحت اثر بارهای مختلف، موضوع بررسی و پایش سلامتی سازه‏ها به وسیله‏ی تحلیل انتشار موج، به ویژه در اجزای سازه‏ای مربوط به صنایع هوا-فضا بسیار حیاتی می‏باشد. بنابراین در این رساله سعی بر آن شده تا با استفاده از توانمندی‏های روش‏های طیفی در حوزه‏ی فرکانس و زمان، از این روش‏ها در تحلیل سازه‏ها تحت اثر بار متحرک و بررسی انتشار موج استفاده گردد. اگرچه از مطرح شدن روش اجزاء محدود طیفی در حوزه‏ی فرکانس بیش از دو دهه می‏گذرد، اما در بسیاری موارد احتیاج به توسعه و بررسی بیشتری دارد و هنوز از این روش در حوزه‏های مختلفی استفاده نشده است. با توجه به این موضوع در این رساله از روش اجزاء محدود طیفی در حوزه‏ی فرکانس برای تحلیل تیرهای مستقیم تحت اثر بار متحرک و تیرهای خمیده تحت اثر بار متحرک و ضربه‏ای (تحلیل انتشار موج) استفاده شده است. در فصل آخر رساله، به دلیل وجود مشکلاتی بر سر راه تحلیل صفحات با استفاده از روش اجزاء محدود طیفی در حوزه‏ی فرکانس، روش اجزاء محدود طیفی در حوزه‏ی زمان به کار گرفته شده و نتایج به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه‏ی این فصل، روابط مربوط به ارتعاش صفحات ساخته‏شده از مواد هدفمند تابعی با در نظر گرفتن اتساع جانبی صفحه، استخراج و نمودارهای پاشندگی مربوط به مودهای مختلف موج لمب محاسبه گردیده و سپس ماتریس‏های طیفی مورد استفاده در تحلیل این‏گونه صفحات به دست آمده است. در انتهای این فصل، صفحات تحت اثر بار متحرک با استفاده از المان‏های مرتبه‏ی بالای طیفی تحت اثر بار با دامنه و مسیر دلخواه تحلیل گردیده‏اند. مقایسه‏ی نتایج حاصل از روش‏های اجزاء محدود طیفی در حوزه‏ی فرکانس و زمان با نتایج تحلیلی و عددی مختلف، بیانگر دقت و کارایی بسیار مناسب این روش‏ها در تحلیل دینامیکی سازه‏ها تحت اثر بار متحرک و تحلیل انتشار موج می‏باشد.