Учет демпфирования в сплошной среде с использованием стержневой аппроксимации по А.Р. Ржаницыну
- Авторы: Зылев В.Б.1, Платнов П.О.1
-
Учреждения:
- Российский университет транспорта
- Выпуск: Том 19, № 2 (2023)
- Страницы: 149-161
- Раздел: Аналитические и численные методы расчета конструкций
- URL: https://journals.rcsi.science/1815-5235/article/view/325841
- DOI: https://doi.org/10.22363/1815-5235-2023-19-2-149-161
- EDN: https://elibrary.ru/MHXPBW
- ID: 325841
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Цель исследования - создание метода учета внутреннего трения, который обеспечивает частотную независимость, учитывает зависимость внутреннего трения от уровня напряженного состояния и является пригодным для физически нелинейных задач при больших и малых перемещениях. Рассмотрен приближенный способ учета демпфирования в пластинах с привлечением стержневой аппроксимации по А.Р. Ржаницыну. Проанализирована дискретная среда Ржаницына с квадратной ячейкой с точки зрения изотропности ее свойств демпфирования. Для восьми характерных направлений ориентации деформаций показано точное выполнение свойств изотропности демпфирования. Дано решение тестового примера, в котором колеблющийся при растяжении стержень рассчитывается по двум расчетным схемам, одна из которых представляет действительный стержень, а другая - прямоугольную пластинку, испытывающую одноосное растяжение, для динамического моделирования которой в свою очередь используется дискретная модель А.Р. Ржаницына. Использование одинаковых параметров демпфирования для действительного стержня и стержней в аппроксимации Ржаницына приводит к близкому затуханию. Разработан приближенный подход к учету внутреннего трения при колебаниях двумерной сплошной среды, а также вариант уточнения сил демпфирования в пластине. Приведен численный пример моделирования затухания в случае рассмотрения геометрически и физически нелинейных колебаний.
Об авторах
Владимир Борисович Зылев
Российский университет транспорта
Email: zylevvb@ya.ru
ORCID iD: 0000-0001-5160-0389
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой строительной механики
Москва, Российская ФедерацияПавел Олегович Платнов
Российский университет транспорта
Автор, ответственный за переписку.
Email: manuntdfan@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9765-7417
аспирант, кафедра строительной механики
Москва, Российская ФедерацияСписок литературы
- Zylev V.B., Grigorev N.A. Generalized Prandtl model for the account of internal friction forces. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 2011;(11):58–62. (In Russ)
- Zylev V.B., Platnov P.O. The use of fixed points in experimental research of the internal friction of material. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2019;15(5):399–404. (In Russ) https://doi.org/10.22363/1815-5235-2019-15-5-399-404
- Zylev V.B., Platnov P.O. Experimental research of the dependence of damping parameters on the initial plastic deformation, stress level and frequency. Fundamental, Exploratory and Applied Research of the RAASN on Scientific Support for the Development of Architecture, Urban Planning and Construction Industry of the Russian Federation in 2019 (vol. 2, p. 197–203). Moscow: ASV Publ.; 2020. (In Russ.)
- Zylev V.B. Computational methods in nonlinear structural mechanics. Moscow: Engineer Publ.; 1999. (In Russ.)
- Zylev V.B., Alferov I.V. Study of the dynamic support reactions in the two-span bridge farm under action of moving load. Construction and Reconstruction. 2019;(2):20–25. (In Russ.) https://doi.org/10.33979/2073-7416-2019-82-2-20-25
- Zylev V.B., Alferov I.V. Investigation of dynamic forces in superstructure elements during braking. Actual Problems and Prospects of Development of Building Structures: Innovations, Modernization and Energy in Construction: Proceedings of the International Scientific and Practical Conference, Almaty 14–15 December 2016. Almaty: Kazakh Head Architectural and Construction Academy; 2016. p. 96‒99. (In Russ.)
- Ishlinsky A.Yu., Ivlev D.D. Mathematical theory of plasticity. Moscow: Fizmatlit Publ.; 2003. (In Russ.)
- Aleksandrov A.V., Potapov V.D., Zylev V.B. Structural mechanics. Book 2. Dynamics and stability of elastic systems. Moscow: Vysshaya Shkola Publ.; 2008. (In Russ.)
- Panovko Ya.G. The internal friction at oscillations of elastic systems. Moscow: Izdatel'skij Dom Fiziko-Matematicheskoj Literatury Publ.; 1960. (In Russ.)
- Sorokin E.S. On the theory of internal friction at oscillations of elastic systems. Moscow: Gosstroyizdat Publ.; 1960. (In Russ).
- Malyshev A.P. Modeling of frequency-independent damping based on the amplitude characteristic of absorption coefficient. Journal of Applied Mathematics and Mechanics. 2003;67(1):134‒141. (In Russ.)
- Grebenyuk G.I., Roev V.I. On the calculation of dissipative systems with frequency-independent internal friction. News of Higher Educational Institution. Construction. 2002;(7):21–27. (In Russ.)
- Vronskaya E.S. Dynamic calculation of prismatic systems taking into account internal friction. Urban Construction and Architecture. 2017;(3):24–27. (In Russ.)
- Scerrato D., Giorgio I., Madeo A., Darve F., Limam A. A simple non-linear model for internal friction in modified concrete. International Journal of Engineering Science. 2014;80:136–152. https://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2014.02.021
- Nicanor C., Ramona C.N., Petrica V., Iulian I., Maricel A. Experimental and theoretical results concerning internal friction investigation of a shape memory alloy based on copper. Metalurgia International. 2010;15(12):48–58.
- Malyshev A.P. Modeling of intensive amplitude-dependent internal damping of dynamic processes. Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2003;(2):103‒108. (In Russ.)
- Malyshev A.P. Model of structural damping of oscillations with residual deformations. Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2007;(2):16–20. (In Russ.)
- Malygin G.A. Amplitude-dependent internal friction and similarity of temperature dependences of microflow and macroflow stresses of a crystal. Physics of the Solid State. 2000;42:706–711. https://doi.org/10.1134/1.1131276
- Nazarov V.E., Kolpakov A.B. Effects of amplitude-dependent internal friction in a low-frequency rod resonator made of annealed polycrystalline copper. Technical Physics. 2021;91(9):1305–1315. (In Russ.) https://doi.org/10.21883/JTF.2021.09.51208.21-21
- Zyleva N.V. Generalized model of A.R. Rzhanitsyn for solving dynamic problems. Computational Mechanics of Deformable Solids: Proceedings of the International Scientific and Technical Conference (vol. 1, p. 189–191). Moscow: MIIT Publ.; 2006. (In Russ.)
Дополнительные файлы
