مدلسازی دینامیک غیرخطی و تحلیل ارتعاشات تنسگریتی منشوری با مقطع مربعی با لحاظ سفتی گرانشی: مطالعه مقایسه ای

سیستم های تنسگریتی، ساختارهای شبکه ای فضایی سبک متشکل از المان های فشاری و کششی بوده که قابلیت استفاده در سازه های تنظیم پذیر را دارا می باشند. پایداری اولیه این سازه ها، با ایجاد شرایط پیش- تنش میان المان ها ایجاد می‎شود. این سیستم‎ها دارای میرایی ساختاری پایینی بوده که در حضور بارهای دینامیکی دچار چالش‎ می شوند. بنابراین، پیش‎بینی رفتار و استخراج مشخصه‎های دینامیکی این سازهها برای دستیابی به یک طراحی ایمن ضروری است. در این مقاله، به تحلیل ارتعاشات سازه تنسگریتی یک تا چهار طبقه با مقطع مربعی پرداخته شده است. معادلات دینامیک غیرخطی سیستم بر مبنای مختصات گره ها، با استفاده از رویکرد لاگرانژ و روش المان محدود استخراج شده ‎است. فرم یابی اولیه سازه تنسگریتی با روش چگالی نیرو برای سازه های یک تا چهار طبقه با مقطع و ارتفاع ثابت صورت پذیرفته است. طراحی مقطع المان ها بر مبنای حداقل جرم صورت پذیرفته و مدلسازی دینامیکی قابلیت رصد تغییر شکل های الاستیک/پلاستیک با انواع شرایط مرزی و بارگذاری های استاتیکی- دینامیکی در راستاهای مختلف هر گره با لحاظ سفتی گرانشی را دارا می باشد. شبیه سازی ‎های دینامیکی در قالب بررسی فرکانس های طبیعی، شکل مودها، پاسخ های زمانی جابجایی گره ها، تغییر شکل المان های سیستم و نیروهای داخلی در قالب یک مطالعه مقایسه ای، عملکرد ساختار تنسگریتی و اثر افزایش طبقات را نمایش می دهد.

Keywords:

ارتعاشات , چگالی نیرو , دینامیک غیر خطی , سازه تنسگریتی , سفتی گرانشی , فرم یابی