English
Język Polski
Drgania prętów z uwzględnieniem odkształceń postaciowych oraz spaczenia przy skręcaniu
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2021.137173Abstrakt
Przedmiotem pracy są drgania giętno-skrętne prętów prostych pryzmatycznych, z jednorodnego izotropowego materiału liniowo sprężystego. Jednym z celów pracy jest analiza drgań szyn kolejowych o przekrojach monosymetrycznych z uwzględnieniem spaczenia towarzyszącego deformacji skrętnej, z uwzględnieniem odkształceń postaciowych poprzecznych metodą Timoshenki. Wykazano przydatność modelu Librescu i Song w ujęciu własnym autorów (Acta Mechanica, vol. 232, pp. 247-282, 2021) z członami bezwładnościowymi dokładnie korespondującymi z przyjętą hipotezą kinematyczną. Opracowano program MES tego modelu pręta. Praca wskazuje na istotną usterkę modelu Timoshenki w opisie drgań własnych szyn kolejowych. O ile drgania giętne w płaszczyźnie symetrii szyny są opisywane poprawnie, to drgania sprzężone: boczne giętne i skrętne są opisywane błędnie; teoria Timoshenki pomija istotne postacie drgań własnych; postacie te dobrze wychwytuje, w sumie niewiele bardziej złożony, model Librescu i Song, a tym bardziej - analiza 3D - przeprowadzona w pracy z pomocą programu SOFISTIK z użyciem niedostosowanych elementów BRIC. Opracowany program MES modelu Librescu i Song jest gotowy do stosowania w analizie drgań torów kolejowych.Bibliografia
[1] C. Adam, “Forced vibrations of elastic bending-torsion coupled beams”, Journal of Sound and Vibration 221, pp. 273-287, 1999. https://doi.org/10.1006/jsvi.1998.2005
[2] J.R. Banerjee, S. Guo, W.P. Howson, “Exact dynamic stiffness matrix of a bending-torsion coupled beam including warping”, Computers and Structures 59, pp. 613-621,1996. https://doi.org/10.1016/0045-7949(95)00307-X
[3] A. N. Bercin, M. Tanaka, “Coupled flexural-torsional vibrations of Timoshenko beams”, Journal of Sound and Vibration 207, pp. 47-59, 1997. https://doi.org/10.1006/jsvi.1997.1110
[4] A. Burlon, G. Failla, F. Arena, “Coupled bending-torsional frequency response of beams with attachments: exact solutions including warping effects”, Acta Mechanica 229, pp. 2445-2475, 2018. https://doi.org/10.1007/s00707-017-2078-y
[5] S. B. Dong, S. Çarbaş, E. Taciroglu, “On principal shear axes for correction factors in Timoshenko beam theory”. International Journal of Solids and Structures 50, pp. 1681-1688, 2013; Corrigendum: ibidem 62: 274, 2015. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2013.01.034
[6] R. El Fatmi, “Non-uniform warping including the effects of torsion and shear forces. Part I: a general beam theory”, International Journal of Solids and Structures 44, pp. 5912-5929, 2007. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2007.02.006
[7] A. Genoese, A. Genoese, A. Bilotta, G. Garcea, “A mixed beam model with non-uniform warpings derived from the Saint Venànt rod”, Computers and Structures 121, pp. 87-98, 2013. https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2013.03.017
[8] F. Gruttmann, W. Wagner, “Shear correction factors in Timoshenko’s beam theory for arbitrary shaped crosssections”, Computational Mechanics 27, pp. 199-207, 2001. https://doi.org/10.1007/s004660100239
[9] J. R. Hutchinson, “Shear coefficients for Timoshenko beam theory”, Journal of Applied Mechanics, ASME, 68, pp. 87-92, 2001. https://doi.org/10.1115/1.1349417
[10] D. Kostovasilis , D.J. Thompson , M.F.M. Hussein, ”A semi-analytical beam model for the vibration of railway tracks”, Journal of Sound and Vibration, 393, pp. 321-337, 2017. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2016.12.033
[11] T. Lewiński, S. Czarnecki, “On incorporating warping effects due to transverse shear and torsion into the theories of straight elastic bars”, Acta Mechanica, 232, pp. 247-282, 2021. https://doi.org/10.1007/s00707-020-02849-7
[12] L. Librescu, O. Song, “Thin-Walled Composite Beams. Theory and Application”. Springer, Dordrecht 2006. ISBN 978-1-4020-4203-4
[13] Technishe Lieferbedingungen DBS, “Schienenstegdämpfer (SSD) 918 290, Oberbautechnische und akustische Anforderungen”, Deutsche Bahn-Standard 2017
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
