ANALYSIS AND CONTROL OF DYNAMIC RESPONSE OF BEAMS WITH NON-CLASSICAL BOUNDARY CONDITIONS DUE TO SINUSOIDAL RECIPROCATING LOAD USING FIXED AND MOVING LINEAR SPRING-MASS ABSORBER

ANALYSIS AND CONTROL OF DYNAMIC RESPONSE OF BEAMS WITH NON-CLASSICAL BOUNDARY CONDITIONS DUE TO SINUSOIDAL RECIPROCATING LOAD USING FIXED AND MOVING LINEAR SPRING-MASS ABSORBER. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
Master Thesis - Omer Nadeem- g201603100.pdf
Restricted to Repository staff only until 29 May 2023.

Download (3MB)

Arabic Abstract

يركز العمل الحالي على التحليل والتحكم في الاستجابات الديناميكية للحزمة ذات الشروط الحدودية غير الكلاسيكية ، والتي يتم تحسينها بطريقة تحاكي القيم الذاتية للحزم التقليدية. يتم تحفيز الحزمة المرنة في هذه الدراسة من خلال حمل متحرك يتردد باستمرار (ذهابًا وإيابًا) بطول كامل أو جزئي للحزمة في دورات متعددة. يتم استخدام المثبط الخطي للكتلة الزنبركية مع نفس خصائص المواد ولكن مع تكوينات مختلفة عن طريق تثبيتها في مواقع مختلفة أو عن طريق ضبط المثبط في الحركة على السرعة المثلى أو عن طريق عبور المثبط إلى الطول الأمثل مقترنًا بالسرعة المثلى (الحفاظ على حركة متزامنة أو غير متزامنة مع الحمل المذكور). أما من حيث التحليل ، فيتم تحليل حزم الدعم المرنة باستخدام نظرية أويلر-برنولي ولحل المنهجية ، يتم استخدام طرق التقدير لحل المعادلات التفاضلية الجزئية لقيمة الحدود الأولية عن طريق التقدير فيما يتعلق بجميع المتغيرات المستقلة باستثناء واحد ، مما يؤدي إلى نظام ODEs ، والذي يتم حله بعد ذلك عدديًا . يتم بعد ذلك تحليل الانشقاقات الديناميكية التي تم الحصول عليها للحصول على مجموعة من السرعات الحرجة التي تسبب صدى أو إلغاء للاستجابة الحرة ثم تحليل كيفية قيام تكوينات المثبط المختلفة بتحويل السعات الديناميكية والسرعات الحرجة. يتم تقدير أداء المثبط من خلال المؤشر الرئيسي لانحراف أقصى انحرافات أثناء الاهتزاز، يتم استخدام هذه المؤشرات المذكورة لتطوير مجموعة مثلى من معلمات السرعة وطول الحركة لتحريك المثبط الخطي النابض. تقدم لنا الاستخدامات المستقبلية لظروف الحمل الحالية (الجيبية والتبادلية) فكرة عن كيفية استخدامها لتقليل الاهتزاز ، كمثبط اهتزاز ثابت أو متحرك ، أو للتضخيم ، في إعادة تدوير الطاقة أو عمليات الحصاد. تتم مراجعة النتائج التي تم الحصول عليها للحصول على نظرة ثاقبة للتباين الديناميكي للخلل وتقدير السرعات الحرجة والتكوينات المثلى للمثبط لدورات متعددة من الحمل المتبادل و الأطوال في الحزم غير الكلاسيكية.

English Abstract

The present work is focused on analysis and control of dynamic responses of the beam having non-classical boundary conditions, which are enhanced in such a way that they are simulating eigenvalues of classically established beams. The elastic beam in this study is excited by a moving load reciprocating continuously (back and forth) along full length or partial length of beam at multiple cycles. Linear spring-mass absorber are employed by fixing them at various locations or by setting absorber in motion at optimum speed or by traversing absorber to optimum travel length coupled with optimum speed (maintaining synchronized or unsynchronized motion with mentioned load). In terms of analysis, the beams with flexible support are analysed using the Euler–Bernoulli theory and for solving methodology, discretization methods are used to solve initial-boundary value partial differential equations by discretizing with respect to all but one of the independent variables, resulting in a system of ODEs, which is then solved numerically. The dynamic defections obtained, are then analysed to obtain set of critical speeds that is causing resonance or cancellation of the free response and then analysing how different absorber configurations affect the dynamic amplitudes and critical speeds. The performance of the absorber is evaluated through the variation of the maximum deflections during vibration. The dynamic deflections are utilized to obtain an optimum set of speed and travel length parameters for moving linear spring-mass absorber. The prospective uses for current load circumstances (sinusoidal and reciprocating) offer us a notion of how it could be used to reduce vibration, as a fixed or moving vibration absorber, or for amplification, in energy recycling or harvesting processes. The results obtained are reviewed to have insight into dynamic defection variation, critical speeds estimation and absorber optimum configurations for multiple cycles of reciprocating load and travel lengths in non-classical beams.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Construction
Engineering
Research
Aerospace
Mechanical
Department: College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor: Bashmal, Salem Mohamed
Committee Members: Hawwa, Muhammad and Khater, Mahmoud
Depositing User: OMER NADEEM (g201603100)
Date Deposited: 29 May 2022 07:33
Last Modified: 29 May 2022 07:33
URI: https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142128