Коливання механічних систем з гістерезисною дисипацією енергії
DOI:
https://doi.org/10.20535/0203-3771492025334113Ключові слова:
дисипація енергії, гістерезисне тертя, резонансАнотація
У роботі, під час розгляду завдань про коливання механічних систем із урахуванням дисипації енергії в матеріалі, передбачається, що у механічній коливальній системі є гістерезисні втрати, які обумовлені пружними недосконалостями матеріалу. У реально існуючої у всіх матеріалах залежності між напруженням та деформацією спостерігається деяке відхилення від лінійного закону. При цьому пружна недосконалість проявляється у вигляді петлі гістерезиса, площа якої характеризує здатність матеріалу поглинати енергію при механічних коливаннях. У статті проаналізовано вплив гістерезисного тертя механічних систем поблизу резонансу. Особливо важливим є узагальнення даного підходу на реальні конструкції з більшим ступенем вільності. У роботі отримані аналітичні залежності, що зв'язують напруження та деформації з урахуванням гістерезисного розсіювання енергії. Для визначення динамічних характеристик механічних систем використовувався підхід із застосуванням варіаційно-сіткових методів побудови функціоналів типу Релея з подальшою їх мінімізацією методами нелінійного програмування.
Посилання
H.Hamdan, S.S.Dol, A.H.Gomaa, A.B.A.Tahhan, A.Al Ramahi, H.F. Turkmani, M. Alkhedher and R. Ajaj. “Experimental and Numerical Study of a Novel Vortex Bladeless Wind Turbine with an Economic Feasibility Analysis and Investigation of Environmental Benefits” , Energies, MDPI, vol. 17, no.1, pages1-30, Dec. 2023, https://doi.org/10.3390/en17010214
W. Wang and Z. Yao, “Experimental study of the flow-induced vibration of a cut-corner prism energy harvester,” Physics of Fluids, vol. 36(6), pages 7-20, Jun. 2024, https://doi.org/10.1063/5.0210479.
Mauricio A. Ribeiro, Hilson H. Daum, Angelo M. Tusset, Jose M. Balthazar, Rodrigo N. Silva, Raphaela C. Machado and Grzegorz Litak, “Comments on nonlinear dynamics asymmetric behavior in bi-stable energy harvesters”, Archive of Applied Mechanics, vol. 93, no.12, pages 4273-4278, Dec. 2023.
https://doi.org/ 10.1007/s00419-023-02507-z
Chen Zengshun, Fu Xianzhi, Xu Yemeng, Y. Li Cruz, Kim Bubryur and K.T. Tse, “A perspective on the aerodynamics and aeroelasticity of tapering: Partial reattachment”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 212, р.104590, May 2021, https://doi.org/10.1016/j.jweia.2021.104590.
Chen Zengshun, Zhang Likai, Li Ke, Xue Xuanyi, Zhang Xuelin, Kim Bubryur and Y. Li Cruz, “Machine-learning prediction of aerodynamic damping for buildings and structures undergoing flow-induced vibrations” , Journal of Building Engineering, Vol. 63, Part A, р.105374, Jan. 2023, https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.105374.
Sigil Francis and Ashirbad Swain, “Modelling and harnessing energy from flow-induced vibration, particularly VIV and galloping: An explicit review”, Ocean Engineering, Vol. 312, no.3, р.119290, Nov. 2024, https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.119290.
A. Kodakkal, M. Péntek, K.-U. Bletzinger, R. Wüchner, and F. Weber, “Systematic and Quantitative Assessment of Reduced Model Resolution on the Transient Structural Response Under Wind Load,” Applied Sciences, vol. 15, no. 3, p. 1588, Feb. 2025, https://doi.org/10.3390/app15031588
Nicolò Vaiana, Francesco Marmo, Salvatore Sessa and Luciano Rosati, “Modeling of the Hysteretic Behavior of Wire Rope Isolators Using a Novel Rate-Independent Model”, Nonlinear Dynamics of Structures, Systems and Devices, p. 309-317, Jan. 2020,
https://doi.org/110.1016/j.matdes.2022.111436.
A. Ye. Babenko O.A. Boronko and S.I. Trubachev, “Application of the stiffness enhancement method in vibration problems of multilayer structures” in Advanced engineering, technology and engineering education: Proceedings of the XVII International Conference on June 22-24, 2016, Odessa, P. 17-18. https://conf.mmi.kpi.ua/public/conferences/29/MNTK-17_2016-1.pdf
V.A.Andrunyk, V.A.Vysotska, V.V. Pasichnyk, L.B. Chyrun and L.V. Chyrun, Ed., Numerical Methods in Computer Science, Lviv: Novyi Svit – 2000, 2018.
N.V. Vasylenko and O.M. Alekseichuk, Ed., Theory of oscillations and stability of motion , Kyiv: Vyshcha shkola, 2004.
A. Ye. Babenko, O. O. Boronko and S. I. Trubachev. Application of the quasi-static iteration method for calculating natural vibrations of blades in Advanced engineering, technology and engineering education: Proceedings of the XIX International Conference on June 19-22, Kyiv 2018, р. 66–67. https://doi.org/10.20535/2409-7160.2018.XIX.241094.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
