Xác định miền tần số dao động tự do của dầm có liên kết dị hướng bằng phương pháp thực nghiệm

Trong các kết cấu kỹ thuật công trình, kết cấu có liên kết dị hướng được sử dụng khá phổ biến như: kết cấu dầm hoặc tấm trên nền đàn hồi, kết cấu vỏ hầm tựa vào nền, kết cấu dây,… Đặc điểm làm việc của loại kết cấu này là phản lực liên kết thay đổi theo độ lớn cũng như chiều của chuyển vị của điểm tựa gối liên kết. Điều này dẫn đến sơ đồ tính của hệ thay đổi theo độ lớn của tải trọng tại từng thời điểm trong quá trình chịu tải. Do đó thời gian để dầm có liên kết dị hướng thực hiện một dao động tự do sẽ không còn là đại lượng bất biến như đối với dầm có liên kết thông thường mà nó thay đổi theo trạng thái làm việc của dầm. Trong bài báo này, tác giả trình bày một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm xác định miền tần số dao động tự do của dầm có liên kết dị hướng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xác định miền tần số dao động tự do của dầm có liên kết dị hướng bằng phương pháp thực nghiệm Transport and Communications Science Journal, Vol 71, Issue 05 (06/2020), 514-525 Transport and Communications Science Journal DETERMINATION OF NATURAL FREQUENCY DOMAIN OF FREE VIBRATION OF A BEAM WITH AN ANISOTROPIC RESTRAINT THROUGH EXPERIMENT Do Xuan Quy1*, Luong Xuan Binh1, Hoang Van Tuan1, Ta Thi Hien1, Vu Thi Nga1 1 University of Transport and Communications, No 3 Cau Giay Street, Hanoi, Vietnam. ARTICLE INFO TYPE: Research Article Received: 15/4/2020 Revised: 3/5/2020 Accepted: 12/5/2020 Published online: 28/6/2020 https://doi.org/10.25073/tcsj.71.5.5 * Corresponding author Email: quysbvl@utc.edu.vn; Tel: 0989556088 Abstract. Structures with anisotropic restraints are quite commonly used in civil engineering, for instance, beams or plates resting on elastic foundations, tunnel shells and cable structures. A dominant feature of these structures is that the reaction force of the restraint is changed depending on the value and direction of the displacement at the restraint point. This feature leads to the changes in the analytical model, replying virtually on the value of time-varying loads at a specific moment acting on the structures during serviceability. Therefore, the natural period of a beam with the anisotropic restraints is not a constant in comparison with the conventional one without the isotropic restraints. The natural period varies according to the working states of the beam. This paper presents some results of the experimental work to determine a natural frequency domain of the beam with an anisotropic restraint. Keywords: Nonlinear restraints, anisotropic restraints, experiment, finite element, dynamic response, natural frequency. © 2020 University of Transport and Communications 514 Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 71, Số 05 (06/2020), 514-525 Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải XÁC ĐỊNH MIỀN TẦN SỐ DAO ĐỘNG TỰ DO CỦA DẦM CÓ LIÊN KẾT DỊ HƯỚNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM Đỗ Xuân Quý1*, Lương Xuân Bính1, Hoàng Văn Tuấn1, Tạ Thị Hiền1, Vũ Thị Nga1 1 Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam. THÔNG TIN BÀI BÁO CHUYÊN MỤC: Công trình khoa học Ngày nhận bài: 15/4/2020 Ngày nhận bài sửa: 3/5/2020 Ngày chấp nhận đăng: 12/5/2020 Ngày xuất bản Online: 28/6/2020 https://doi.org/10.25073/tcsj.71.5.5 * Tác giả liên hệ Email: quysbvl@utc.edu.vn; Tel: 0989556088 Tóm tắt. Trong các kết cấu kỹ thuật công trình, kết cấu có liên kết dị hướng được sử dụng khá phổ biến như: kết cấu dầm hoặc tấm trên nền đần hồi, kết cấu vỏ hầm tựa vào nền, kết cấu dây,… Đặc điểm làm việc của loại kết cấu này là phản lực liên kết thay đổi theo độ lớn cũng như chiều của chuyển vị của điểm tựa gối liên kết. Điều này dẫn đến sơ đồ tính của hệ thay đổi theo độ lớn của tải trọng tại từng thời điểm trong quá trình chịu tải. Do đó thời gian để dầm có liên kết dị hướng thực hiện một dao động tự do sẽ không còn là đại lượng bất biến như đối với dầm có liên kết thông thường mà nó thay đổi theo trạng thái làm việc của dầm. Trong bài báo này, tác giả trình bày một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm xác định miền tần số dao động tự do của dầm có liên kết dị hướng. Từ khóa: Liên kết phi tuyến, liên kết dị hướng, thực nghiệm, phần tử hữu hạn, ứng xử động, tần số dao động. © 2020 Trường Đại học Giao thông vận tải 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Các nghiên cứu về dầm có liên kết dị hướng chịu tác dụng của tải trọng động còn ít và chưa được đa dạng. Gần đây có: Nguyễn Xuân Đại [1], phân tích ứng xử động lực học kết cấu đường sắt không Ballast qua mô hình một và hai bậc tự do, trong đó các thành phần đế cao su, đệm tà vẹt, đệm ray đều được mô hình giống như các lò xo hai chiều có thêm thành phần cản nhớt 515 Transport and Communications Science Journal, Vol 71, Issue 05 (06/2020), 514-525 tham gia vào; Z. Celep và các cộng sự [2], tính tác dụng động của dầm dài hữu hạn trên nền dị hướng một chiều; Lin Lin và cộng sự [3], tính dầm trền nền đàn hồi chịu tác dụng của tải trọng di động bằng phương pháp giải tích có kể đến sự tách đáy dầm khỏi nền đàn hồi; Diego Froio và các cộng sự [4], phân tích dầm trên nền phi tuyến, dưới tác dụng của tải trọng thay đổi theo thời gian di động; P. Castro Jorge và các cộng sự [5], tính tác dụng của dầm hai đầu liên kết khớp trên nền đàn hồi, chịu tác dụng của tải trọng không đổi di động với mô hình nền Winkler, nền một chiều và nền phi tuyến bậc 3; Cristiano Viei Rodrigues [6], phân tích dầm trên nền phi tuyến, chịu tác dụng của bộ dao động di động bằng phương pháp phần tử hữu hạn; D. Froio và các cộng sự [7], phương pháp số tính dầm giản đơn trên nền phi tuyến bậc 3, dưới tác dụng của tải trọng thay đổi theo thời gian di động; S.M. Abdelghany và các cộng sự [8], ứng xử của dầm trên nền phi tuyến, chịu tác dụng của tải trọng di động bằng phương pháp Galerkin và Runge- Kutta; Salih N Akour [9], Phân tích động dầm trên nền phi tuyến chịu tác dụng của tải trọng điều hòa phân bố trên bề mặt dầm, sử dụng phương pháp Runge-Kutta để giải toán; Đỗ Xuân Quý và các cộng sự [10], nghiên cứu ứng xử cơ học của thanh có liên kết dị hướng chịu tác dụng của tải trọng động; Đỗ Xuân Quý và các cộng sự [11], nghiên cứu thực nghiệm ứng xử của có liên kết dị hướng chịu tác dụng của tải trọng động. Các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào ...