Fedor S. Belyaev;Margarita E. Evard;Aleksandr E. Volkov;Maria S. Starodubova
Smart Structures and Systems
/
제33권3호
/
pp.243-251
/
2024
Modeling of vibrations of a rotating pendulum with working shape memory alloy rod has been performed in the frames of a microstructural model taking into account the latent heat release, absorption and the heat exchange during direct and reverse martensitic transformation. It has been shown that the influence of the latent heat, the rate of preliminary deviation of the pendulum from the equilibrium, the rate of heating and cooling can have a significant impact on the vibrations and damping characteristics of the system.
To improve the operational stability of the 100 Watts class Micro Gas Turbine, the air foil bearing with additional damping material has been investigated. The key of structure is that a viscoelastic material is coated under the top foil. The compliant foil journal bearing and thrust bearing are designed to withstand high load of vibrations at the operational speed 870,000 rpm. Test is executed in room temperature. Rotor has stably operated above 480,000 rpm. It is over 55% of the designed speed 870,000 rpm. Synchronous and subsynchronous vibrations are both well controlled. Vibration amplitude diminished over 50%. With the help of increased damping resulting from the viscoelasticity, the rotor stability of Micro turbocharger has been improved.
In this paper new implicit time integration called N-IHOA is presented for dynamic analysis of high damping systems. Here, current displacement and velocity are assumed to be functions of the velocities and accelerations of several previous time steps, respectively. This definition causes that only one set of weighted factors is calculated from the Taylor series expansion which leads to a simple approach and reduce the computational efforts. Moreover a comprehensive study on stability of the proposed method i.e., N-IHOA compared with IHOA integration which is performed based on amplification matrices proves the ability of the N-IHOA in high damping vibrations such as control systems. Also, wide range of numerical examples which contains single/multi degrees of freedom, damped/un-damped, free/forced vibrations from finite element/finite difference demonstrate that the accuracy and efficiency of the proposed time integration is more than the common approaches such as the IHOA, the Wilson-${\theta}$ and the Newmark-${\beta}$.
The simplest vibrtion absorber is the impact damper which consists of a small mass allowed to impact between two gaps sp that energy is dissipated by conversion into noise and heat. Impact damping is a passive vibration control technique to attenuate the vibrations of lightly damped. It has been investigated to reduce the excessive vibrations of turbin blades, radar antennas, machine tools and tall light poles. In this paper, the efficiency of impact vibration absorber was investigated. A steady state vibration of two equispaced impacts per cycle was assumed. The analysis based on the assumption has been considered and the theory is examined experimentally.
A new hybrid damping technique for vibration reduction in flexible structures, wherein a combination of layers of hard passive damping alloys and active (smart) magnetostrictive material is used to reduce vibrations, is proposed. While most conventional vibration control treatments are based exclusively on either passive or active based systems, this technique aims to combine the advantages of these systems and simultaneously, to overcome the inherent disadvantages in the individual systems. Two types of combined damping systems are idealized and studied here, viz., the Noninteractive system and the Interactive system. Frequency domain studies are carried out to investigate their performance. Finite element simulations using previously developed smart beam elements are carried out on typical metallic and laminated composite cantilever beams treated with hybrid damping. The influence of various parameters like excitation levels, frequency (mode) and control gain on the damping performance is investigated. It is shown that the proposed system could be used effectively to dampen the structural vibration over a wide frequency range. The interaction between the active and passive damping layers is brought out by a comparative study of the combined systems. Illustrative comparisons with 'only passive' and 'only active' damping schemes are also made. The influence and the mode dependence of control gain in a hybrid system is clearly illustrated. This study also demonstrates the significance and the exploitation of strain dependency of passive damping on the overall damping of the hybrid system. Further, the influence of the depthwise location of damping layers in laminated structures is also investigated.
Stiff and light fibre reinforced composites as used in air- and space-craft applications tend to high sound emission. Therefore, the damping properties are essential for the entire structural and acoustic engineering. Viscous damping is an established and reasonably linear model of the dissipation behaviour. Commonly, it is assumed to be isotropic and constant over all modes. For anisotropic materials it depends on the fibre orientation as well as the elastic and thermal material properties. To portray the orthogonal anisotropic behaviour, a model for unidirectional fibre reinforced plastics (frp) has been developed based on the classical laminate theory by ADAMS and BACON starting in 1973. Their approach includes three damping coefficients - for longitudinal damping in fibre direction, damping transversal to the fibres and shear based dissipation. The damping of a laminate is then accumulated layer wise including the anisotropic stiffness. So far, the model has been applied mainly to thermoset matrix materials. In this study, an experimental parameter estimation for different thermoplastic frp with angle ply and cross ply layups was carried out by measuring free vibrations of cantilever beams. The results show potential and limits of the ADAMS/BACON damping criterion. In addition, a possibility of modelling the anisotropic damping is shown. The implementation in standard FEA software is used to study the influence of boundary conditions on the damping properties and numerically estimate the radiated sound power of thin-walled frp parts.
The identification of damping ratios in buildings is a well-known problem and appears to be of important and crucial interest in the safety and serviceability design. When compared to an estimation of the stiffness, i.e. natural frequency, and mass, the damping ratio is the most difficult quantity to determine. Many previous studies have examined the characteristics of damping ratios from ambient vibration, but the measurement time is roughly within 2 hours. In this paper, characteristics of damping ratios and natural frequencies of 4 story RC building were investigated using long-term ambient vibration. Free vibrations were obtained using random decrement technique, and damping ratios were evaluated by the envelop function, continuous wavelet transform, and logarithmic decrement. It was found that although the natural frequencies show little variations with time, the damping ratios show some variations with time and the largest variations found in the damping ratios obtained from the continuous wavelet transform. The damping ratios from the envelop function showed the smallest mean and standard deviation. And the probability distribution of damping ratios seems to follow the logarithmic normal distribution.
The need for a more affordable, reliable, clean and secure energy has led to explorations in non-traditional sources, particularly renewable energies. Wind is one of the cleanest energy sources that plays a significant role in augmenting sustainability. Wind turbines, as energy convertors, are usually tall and slender structures, and depending on their location (inland or offshore), they can be subject to high wind and/or strong wave loadings. These loads can cause severe vibrations with detrimental effects on energy production, structural lifecycle and initial cost. A dissipativity analysis study was carried out to know whether wind turbine towers require damping enhancement or rigidity modifications for vibration suppression. The results suggest that wind turbines are lightly damped structures and damping enhancement is a potential solution for vibration lessening. Accordingly, the paper investigates different damping enhancement techniques for vibration mitigation. The efficacy of tuned mass damper (TMD), tuned liquid column damper (TLCD), tuned sloshing damper (TSD), and viscous damper (VD) to reduce vibrations is investigated. A comparison among these devices, in terms of robustness and effectiveness, is conducted. The VD can reduce both displacement and acceleration responses of the tower, better than other types of dampers, for the same control effort, followed by TMD, TSD, and finally TLCD. Nevertheless, the use of VDs raises concerns about where they should be located in the structure, and their application may require additional design considerations.
This research is concerned with the derivation of equations of motion for a slewing beam and the application of input shaper to the bang-bang control to achieve vibration suppression. When a uniform beam with a tip mass rotates about the axis perpendicular to the undeformed beam's longitudinal axis, it experiences inertial loading. Hence, the beam vibrates. In this paper, we used the input shaper for the maneuvering control to suppress vibrations. The maneuvering control which can achieve a minimum-time control is a bang-bang control. The input-shaped bang-bang maneuvering is used to suppress vibrations both theoretically and experimentally. The slewing beam experiment is not an easy subject because of the inherent damping existing inside the rotor. We propose the use of a negative damping to eliminate the rotor damping. Numerical and experimental results show that the input-shaper can be effectively used for the vibration suppression of a slewing beam.
This research is concerned with the derivation of equations of motion for a slewing beam and the application of input shaper to the bang-bang control to achieve vibration suppression. When a uniform beam with a tip mass rotates about the axis perpendicular to the undeformed beam's longitudinal axis, it experiences inertial loading. Hence, the beam vibrates. In this paper, we used the input shaper for the maneuvering control to suppress vibrations. The maneuvering control which can achieve a minimum-time control is a bang-bang control. The input-shaped bang-bang maneuvering is used to suppress vibrations both theoretically and experimentally. The slewing beam experiment is not an easy subject because of the inherent damping existing inside the rotor. We propose the use of a negative damping to eliminate the rotor damping. Numerical and experimental results show that the input-shaper can be effectively used for the vibration suppression of a slewing beam.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.