بررسي اثر هيسترزيس و لقي عملگر هيدروليكي در شبيه سازي هيبريد زمان واقعي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده شبيه‌سازي هيبريدي زمان واقعي (RTHS) يكي از ابزارهاي نوين و دقيق در بررسي پاسخ ديناميكي سازه‌ها در شرايط آزمايشگاهي است كه در آن، يك مدل عددي از ساختار با يك زيرسامانه‌ي فيزيكي واقعي در يك حلقه كنترلي بسته تركيب مي‌شود. در اين ميان، وجود رفتارهاي غيرخطي در عناصر فيزيكي از جمله عملگرهاي هيدروليكي، به‌ويژه هيسترزيس و لَقي ، مي‌تواند منجر به كاهش دقت، بروز ناپايداري و پيدايش چرخه‌هاي حدي شود. در اين پژوهش، تأثير اين دو پديده‌ي غيرخطي بر عملكرد سيستم RTHS مورد تحليل قرار گرفته است. مدل مورد بررسي شامل يك زيرسامانه كنترل‌شونده متشكل از شير كنترل سروو و عملگر هيدروليكي و همچنين يك سازه مدل‌شده با سيستم جرم، فنر و دمپر يك درجه آزادي است. براي مدل‌سازي رفتارهاي غيرخطي، از روش تابع توصيف‌كننده استفاده شد و اثرات هيسترزيس و لقي به‌صورت جداگانه و سپس تركيبي، در قالب توابع غيرخطي ترسيم گرديد. تحليل پايداري بر اساس مكان هندسي تقاطع اين توابع با پاسخ فركانسي سيستم عددي در فضاي نايكويست انجام گرفت. نتايج حاصل از شبيه‌سازي عددي و تحليل‌هاي هندسي نشان داد كه هر دو پديده‌ي هيسترزيس و لقي مي‌توانند با كاهش دامنه‌ي بحراني تحريك ورودي، موجب تسريع در شكل‌گيري چرخه‌هاي حدي ناپايدار گردند. همچنين مشخص شد كه پارامترهايي نظير نسبت ميرايي سازه، بر محل و نحوه‌ي تلاقي توابع غيرخطي با نايكويست تاثير دارند؛ به‌طوري‌كه افزايش اين نسبت، موجب تغيير مكان نقاط تعادل و افزايش حساسيت سيستم به تحريك‌هاي ضعيف مي‌شود. در پايان، اين پژوهش نشان مي‌دهد كه در نظر گرفتن مدل‌هاي دقيق از اثرات غيرخطي لقي و هيسترزيس و بهره‌گيري از روش‌هاي تحليلي چون تابع توصيف‌كننده، مي‌تواند نقشي كليدي در طراحي پايدارتر و دقيق‌تر حلقه‌هاي كنترلي در سامانه‌هاي RTHS ايفا كند.

233411

تبديل انرژي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان