کنترل ارتعاشات یک وسیله الکترواپتیکی

امروزه با پیشرفت علم ارتعاشات، بهبود کیفیت عملکرد تجهیزات حساس مورد توجه بسیاری از مهندسان و محققان قرار گرفته است. هدف از این پژوهش کاهش ارتعاشات یک سازه الکترواپتیکی به منظور افزایش کیفیت و کارایی آن است. در این مطالعه، میراگرهای کابلی بدلیل سازگاری بسیار خوب با محیط های مختلف و استحکام و طول عمر بالا و همچنین قابلیت میرایی در جهات مختلف جهت ایزوله سازی وسیله الکترواپتیکی انتخاب شده است. این میراگرها از نوع میراگرهای اصطکاکی غیر خطی می-باشند و با بهره گیری از خاصیت اصطکاک بین رشته های به هم پیچیده کابل و نیز خاصیت الاستیک آن ها به اتلاف انرژی ارتعاشی کمک می کنند. رفتار این میراگرها با توجه به آزمایشات انجام شده بر روی آن ها در جهت کشش و فشار بیان کننده رفتار پسماندی غیرخطی و نامتقارن می باشد. مدل بوک-ون یکی از مدل های متداول غیر خطی است و به دلیل سازگاری با گستره وسیعی از سیستم های پسماندی کاربرد فراوان دارد. این مدل دارای چهار پارامتر ثابت می باشد که شکل و رفتار حلقه پسماندی حاصل از آن به شدت تحت تأثیر این پارامترها می باشد. در این پزوهش تأثیر هر کدام از این پارامترها بر حلقه پسماندی و پاسخ دینامیکی سیستم تحت تحریک سینوسی با فرکانس افزاینده بررسی شده است. نتایج نشان دادند که تنها پنج ترکیب از این پارامترها به حلقه پسماندی پایدار منتج می شود. با توجه به رفتار نامتقارن میراگر کابلی در کشش و فشار برای مدلسازی آن-ها ، نسخه اصلاح شده ای از مدل بوک-ون ارائه شده است. به دلیل پیچیدگی این مدل و تعداد زیاد پارامترهای مدل اصلاحی فرایند شناسایی پارامترها طی دو مرحله انجام شده است. آزمایش شبه استاتیکی در مود کشش-فشار بر روی فنر کابلی انجام شده است و از منحنی هیسترزیس آزمایشگاهی جهت تعیین و بهینه سازی پارامترها استفاده شده است. در مرحله اول فرایند تعیین پارامترها از الگوریتم سیمپلکس و در مرحله دوم از الگوریتم ژنتیک که یکی از روش های بهینه سازی فراابیکاری می باشد، استفاده شده است. نتایج رضایت بخش است و منحنی های هیسترزیس شبیه سازی حاصل بخوبی رفتار این میراگرها را نشان می-دهد که این بیان کننده کارایی روش بکار گرفته شده در این پژوهش است. آزمایش های دینامیکی بر روی یک سیستم ارتعاشی شبیه سازی شده در آزمایشگاه تحت تحریک سیسنوسی انجام شده و برای صحت سنجی مدل بدست آمده، نتایج شبیه سازی با نتایج حاصل از آزمایش دینامیکی مقایسه شده اند. نتایج مقایسه نمودارهای شبیه سازی و آزمایشگاهی بیان کننده صحت مدل ارائه شده می باشد. در پایان پاسخ یک سیستم ارتعاشی شامل یک سازه الکترواپتیکی و یک سیستم جداساز متشکل از شش میراگر کابلی در فرکانس های مختلف شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد سیستم مورد نظر در محدوده فرکانس 10 تا 15 هرتز دارای رزونانس است و دامنه ارتعاشات در فرکانس های بالاتر از 20 هرتز به میزان مطلوبی میرا می شود.