مطالعه پدیده های پرش و آشوب در تیر غیرخطی یکسرگیردار با جرم متمرکز تحت اثرات جریان آب

در تحلیل بسیاری از سازه های دریایی نظیر ستون ها و سازه های نفتی، تکیه گاه های دکل های نفتی و برج های احاطه شده توسط آب، معمولا از مدل تیر یکسرگیردار استفاده می گردد. این مدل ها معمولا وزن یک جرم متمرکز را تحمل می کنند که دامنه پاسخ این سازه ها در حین طراحی از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. در این مقاله تیر غیرخطی یکسرگیردار مغروق در سیال، با یک جرم متمرکز تحت اثرات جریان هارمونیک آب موردمطالعه قرارگرفته است. با استفاده از روش بالانس هارمونیکی، پاسخ تیر غیرخطی یکسرگیردار با سه جمله غیرخطی در چهار مود اول تعیین می شود. بررسی پاسخ فرکانسی حل تحلیلی و شبیه سازی عددی نشان می دهد پدیده پرش در ناحیه پاسخ سه گانه بین نقاط دوشاخگی رخ می دهد. پدیده پرش در مود اول از نوع سخت شونده و در مودهای دو تا چهار از نوع نرم شونده است. هر یک از جمله های غیرخطی اثرات متفاوتی بر روی رفتار ارتعاشی سیستم و پدیده پرش دارد. رفتار تیر در فضای حالت در کنار پاسخ زمانی و نگاشت پوآنکاره نشان می دهد مسیر منحنی فاز دارای نقاط پایداری مختلفی است. در انتها پدیده آشوب در تیر غیرخطی موردمطالعه قرار گرفت، در نقاط دوشاخگی رفتار سیستم آشوبناک است و جمله غیرخطی هندسی موثرترین اثر را در بی نظمی پاسخ دارد. بررسی پدیده پرش بااستفاده از روش های تحلیلی وعددی و مقایسه دو روش بایکدیگر به منظور صحه گذاری نتایج، مطالعه پدیده پرش در چهارموداول، بررسی جامع پدیده های غیرخطی ازجمله دوشاخگی و آشوب در منحنی های فاز، پاسخ زمانی، پوانکاره و نگاشت، از نو آوری های تحقیق در زمینه تیرغیرخطی مغروق، است.

Keywords:

تیر غیرخطی , ارتعاشات غیرخطی , پدیده پرش , پدیده آشوب