تعداد صفحات:24
نوع فایل:word
فهرست مطالب:
چکیده
مقدمه
سازه خرپایی تطبیقی
مدل عددی
مدل مفصل اصطکاکی
شناسایی پارامترها
مدل FE برای سازه خرپایی
روش کاهش مرتبه
سازه با مفصل نیمه فعال
مثال
کنترل نیمه فعال
کنترل کننده بازخورد محلی
کنترل بهینه مقایسه ای
نتایج شبیه سازی
نتیجه گیری
مراجع

فهرست اشکال:
سازه خرپایی
اجزای Meroform
انواع مفصل ها
مفصل تطبیقی(نوع B)
منحنی های هیسترزیس
گسسته سازی FE
بسامد ویژه ها(Hz)
تقریب گشتاور اصطکاک
سازه با سه مفصل نیمه فعال در نقاط بهینه
انرژی سیستم
تغییر شکل نوک تیر

فهرست جداول:
شناسایی پارامترهای اصطکاک

چکیده:
رویکرد موجود برای جلوگیری از لرزش سازه های انعطاف پذیر بر پایه میرایی اصطکاک در مفصل های نیمه فعال است. در نقاط مطلوب اتصالات صلب مرسوم یک سازه خرپایی بزرگ با مفصل های اصطکاکی نیمه فعال جایگزین شدند. دو ایده متفاوت برای کنترل نیروها در سطوح اصطکاکی به کار گرفته شده است. در رویکرد اول هر مفصل نیمه فعال دارای یک کنترل کننده بازخورد محلی بوده در حالی در دیدگاه دوم از یک کنترل کننده بهینه مقایسه ای سراسری استفاده می کنیم. نتایج شبیه سازی برای یک سازه خرپایی ده دهانه توانایی بالقوه ایده پیشنهاد شده را نشان داد.

مقدمه:
سازه های بزرگ فضایی معمولا بصورت سازه های خرپایی انعطاف پذیر با ابعاد بزرگ و وزن کم طراحی می شوند. به دلیل میرایی کم و جاگیری دقیق، بسیاری از ماموریت ها که شامل وارد کردن آنتن یا تداخل سنج نوری هستند، مستلزم جلوگیری از ارتعاشات می باشند. آثار بسیاری در زمینه جلوگیری از ارتعاش فعال منتشر شده است. اغلب تجهیزات فیزوالکتریکی بخاطر وزن کم، نیروی زیاد و حداقل مصرف توان بعنوان فعال کننده به کار گرفته می شوند. اگرچه رویکرد فعال بسیار جالب است، سیستم های کنترل شده فعال ممکن است باعث بروز ناپایداری خارجی شوند. رویکردهای غیر فعال مانند مصالح ویسکو الاستیک جهت بهبود میرایی ممکن است به دلیل سادگی و ارزانی مطلوب باشند. رویکرد حاضر بر پایه میرایی اصطکاک در اتصالات مفصلی یک سازه خرپایی می باشد. به نظر می رسد که اصطکاک که به دلیل لغزش در محل تماس قسمت های متصل شده به وجود می آید باعث اتلاف مقدار زیادی انرژی می شود. گره های اصلی خرپا طوری طراحی شده اند که امکان لغزش نسبی بین بست انتهایی عضو خرپا و گره خرپا وجود داشته باشد.
اما رویکردهای غیرفعال برای جلوگیری از ارتعاش به مراتب به موثری رویکردهای فعال نیستند. میرایی غیرفعال اصطکاک معایب متعددی دارد. هنگامی که دامنه ارتعاش از یک حد معینی کمتر شود تاخیر و گیر کردن رخ می دهد و انرژی بیش از این تلف نمی شود. به علاوه اگر نیروی تاخیری تقریبا زیاد باشد، قسمت های متصل شده می توانند گیر کنند، بنابراین تعادل استاتیکی هندسی قابل تضمین نمی باشد. برای غلبه بر این مضرات، نیروی اصطکاک در اتصال مفصلی با تغییر نیروی نرمال در سطح تماس به وسیله تجهیزات فیزوالکتریکی کنترل می شود. از آن جا که یک وسیله غیرفعال بصورت فعال کنترل می شود، این رویکرد نیمه فعال نامیده می شود. به دلیل ذات اتلافی اصطکاک، ارتعاش جلوگیری شده حاصل از این فرآیند همیشه پایدار است. دیگر دستاورد کنترل نیمه فعال این است که با استفاده از قسمتی از توان ورودی، مراتبی از عملکرد کنترل فعال به دست می آید. به علاوه این ایده به آسانی و بدون افزایش قابل توجهی در وزن سازه قابل استفاده است.
این مقاله به این صورت ادامه میابد: با ارائه یک مدل عددی برای سازه تطبیقی شامل سازه خرپایی آغاز می شود. این سازه خرپایی بعنوان یک زیرسیستم خطی و مفاصل نیمه فعال غیرخطی که نیروی اصطکاک تابع حالت را به یک زیرسیستم خطی اعمال می کنند در نظر گرفته می شود. پارامترهای مدل اصطکاک غیرخطی را باید از اندازه گیری های انجام شده بر روی یک مفصل مجزا به دست آورد. بر اساس حالت حلقه باز مدل فضایی زیرسیستم خطی، با استفاده از ماتریس های گرامیان کنترل پذیری و مشاهده پذیری، روش کاهش مرتبه انجام می شود. برای بهبود صدق مدل کاهش یافته در فرکانس های کمتر، زیر فضای کیفی با استفاده از بردارهای کریلو تکمیل می شود.
در مکان های مطلوب، اتصالات مرسوم با مفاصل اصطکاکی نیمه فعال جایگزین می شوند و دو ایده کنترلی متفاوت برای جلوگیری از ارتعاش نیمه فعال مطرح می شود: کنترل کننده محلی و کنترل کننده بهینه مقایسه ای. نتایج مدل سازی برای سازه خرپایی ده دهانه توان بالقوه رویکرد نیمه فعال حاضر را آشکار کرد.