چکیده ندارد.

دمپر ضربه ای تک جرمی روشی برای افزایش میرایی سیستمهای مکانیکی است که با افزودن یک محفظه ی حاوی یک جرم موسوم به جرم ضربه زننده به سیستم ارتعاش کننده نیز حاصل می شود. با استفاده از این سیستم انرژی جنبشی در اثر برخورد غیر الاستیک جرم ضربه زننده با ضربه گیرهای متصل به جرم اصلی، به انرژی حرارتی تبدیل شده و این نیز باعث افزایش میرایی سیستم می گردد. در این پروژه، معادلات شدیدا غیرخطی حاکم بر نوسانات جرم اصلی در حضور دمپر ضربه ای، با استفاده از روشهای جدید اختلال مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور از روش اختلال تکراری و روش مدهای طبیعی غیرخطی برای حل معادلات حاکم بر نوسانات سیستم استفاده شده است. در ادامه ی این پژوهش، فاصله ی بین ضربه گیرها، نسبت جرمی و ضریب بازگشت ضربه گیرها که سه پارامتر اصلی موثر بر عملکرد دمپر ضربه ای است، مورد بررسی قرار گرفته و اثرات تغییر این عوامل بر کارایی این سیستمها نشان داده شده است. در نهایت کارایی مواد هوشمند و اثرات استفاده از این مواد در ضربه گیرهای دمپرهای ضربه ای، مورد بررسی قرار گرفته است و عملکرد مثبت آن بر کارایی این سیستم ها نشان داده شده است.

هدف از این تحقیق معرفی ارتعاش گردابه محرک و پدیده قفل شدگی فرکانسی ، مدلسازی و حل اینگونه از مسائل به همراه بررسی عوامل تاثیر گذار بر آن با تکیه بر نتایج آزمایشگاهی که در چند سال اخیر انجام گرفته و مقایسه با آنها می باشد. مدلسازی این پدیده با استفاده از روش کوپل جریان- سازه و حل غیر خطی آن با استفاده از روش اختلال و بهره گیری از روش مقیاس مضاعف انجام شده است. همچنین سعی شده که شروع و پایان ناحیه قفل شدگی فرکانسی که از پدیده های مخرب این نوع از ارتعاش می باشد به همراه ماکزیمم دامنه ارتعاش سیال پیش بینی شود. روش مقیاس مضاعف روشی بسیار مناسب برای مسائل ارتعاش غیر خطی است که دارای مولفه های میرایی می باشند. با تکیه بر این روش به خوبی می توان پاسخهای ناشی از رفتار هیسترزیس سازه را شناسایی و اندازه گیری نمود که از مزایای این روش حل نسبت به دیگر روش ها می باشد. بررسی عوامل تاثیر گذار بر پدیده قفل شدگی فرکانسی در ارتعاشات گردابه محرک و نیز تحلیل دو شاخه شدگی به منظور تعیین نواحی مختلف از نظر رفتار هیسترزیس از دیگر بررسی های انجام گرفته در این تحقیق می باشد. مقایسه نتایج کار با داده های آزمایشگاهی مطابقت قابل قبولی را چه از نظر پیش بینی ناحیه قفل شدگی فرکانسی و محدوده های نوسان و چه از نظر پیش بینی رفتار هیسترزیس از خود نشان می دهند.

بهینه سازی سازه ها یکی از مسائل مورد علاقه در بررسی مسائل مربوط به سازه هاست. این مبحث با بهینه سازی جنبه های مختلفی مانند وزن، سختی، فرکانس های طبیعی و از این قبیل سر و کار دارد. بیش از چند دهه از پایه ریزی روش های بهینه سازی مربوط به سازه های پیوسته نمی گذرد و طی این مدت، روش های کارایی برای انجام این امر پیشنهاد گردیده اند. بهینه سازی تکاملی سازه ها (eso) یکی از روش های پیشنهاد شده می باشد که طلیعه پژوهش های مربوط به آن به اوایل دهه 90 میلادی باز می گردد. کاربردهای این روش در بهینه سازی مسائل مختلف، در دو دهه اخیر و در طی پژوهش های متعددی نشان داده شده است. از بارزترین وجوه متمایز کننده این روش با دیگر همتایانش می توان به منطق ساده و همچنین فرایند پیاده سازی بدون پیچیدگی آن اشاره نمود. با اینکه جواب های بهینه به دست آمده توسط این روش، تاکنون رضایت بخش بوده اما تا به حال همگرایی این روش به طور دقیق به اثبات نرسیده است. این رساله، پژوهشی در مورد میزان کارایی این روش در حل مسائل جدید و همچنین برآورد کَمّی دقت جواب های تولید شده توسط آن می باشد. از این دیدگاه، کارهای انجام گرفته در رساله پیش رو را می توان به دو قسمت کلی تقسیم نمود. در قسمت اول، سعی گردیده است که قابلیت استفاده از روش eso در مورد سازه هایی که از مواد صلب-پلاستیک کامل و همچنین مواد هدفمند (fgm) ساخته شده اند، نشان داده شود. در این قسمت، جواب های عددی به دست آمده توسط روش eso با جواب تحلیلی و همچنین جواب های به دست آمده توسط الگوریتم ژنتیکی مقایسه گردیده است که مقایسه های انجام شده، مویّد همگرایی این روش به جواب بهینه و همچنین بهتر بودن جواب های آن نسبت به روش الگوریتم ژنتیکی می باشد. در قسمت دوم، روش eso بر روی مسائل بهینه سازی سازه ای که دارای جواب تحلیلی می باشند اجرا شده و جواب های عددی به دست آمده با جواب های تحلیلی مقایسه گردیده اند. از این رهگذر می توان به یک برآورد کَمّی در مورد میزان دقت جواب های عددی به دست آمده از روش eso دست یافت. این مسائل به گونه ای انتخاب شده اند که توابع مهم و پرکاربردی مانند وزن سازه، فرکانس های طبیعی سازه، سختی سازه و خیز کلی آن را شامل شود. جواب های عددی به دست آمده در این قسمت نیز مویّد کارایی و دقت این روش در دستیابی به جواب بهینه می باشد. همچنین در این قسمت، یک شاخص عملکرد که بر اساس معیار بهینگی استوار است پیشنهاد شده که با استفاده از آن می توان همگرایی روش eso به سمت جواب بهینه را در طی چرخه های آن، پایش نمود.

ارتعاشات ناشی از گردابه به حرکت اجسامی اطلاق میشود که در اثر وجود گردابه در جریان خارجی روی آن ها به وجود آمده باشد. وجود جریان روی جسم باعث تشکیل گردابه هایی پشت جسم و جدا شدن آنها به صورت متناوب از بالا و پایین جسم میشود. اگر جسم مقید شده باشد فرکانس تشکیل گردابه ها از قانون اشتروهال پیروی میکند، ولی اگر جسم روی بستر الاستیک نصب شده باشد با یک مساله غیر خطی مواجه هستیم. از این پدیده تا کنون به عنوان یک پدیده مخرب نام برده میشده اما مدتی است که پیشنهاداتی در رابطه با استحصال انرژی از این پدیده مطرح شده است. در این حالت اگر فرکانس تشکیل گردابه ها به فرکانس طبیعی سازه نزدیک شود دیگر از قانون اشتروهال پیروی نخواهد کرد. همانطور که اشاره شد به علت خاصیت غیر خطی این مساله همواره مدل سازی این پدیده با مشکلات زیادی روبرو بوده است. عموما مطالعه روی این پدیده به سه روش امکان پذیر است. روش اول روش تجربی (انجام آزمایشات) میباشد. روش دوم روش شبه تجربی نام دارد. این روش در حقیقت همان روش تحلیلی است با این تفاوت که چون در روش تحلیلی تمام ضرایب قابل استخراج نیست تعدادی از ضرایب به کمک نتایج روش تجربی به دست می آید، بنابرین این روش شبه تجربی نام گرفته است. روش آخر نیز روش شبیه سازی عددی میباشد. در روش شبه تجربی مدل هایی که با ساده سازی به دست آمده اند، نتایج خوبی به دست نمی دهند و مدل هایی که دقیق تر به دست آمده اند به علت پیچیدگی بسیار به راحتی قابل حل نیستند. بنابر این هنوز به دنبال پیدا کردن مدلی هستیم که بتواند با حفظ سادگی پاسخ سیستم را با دقت قابل قبولی پیش بینی کند. یکی از بهترین انواع مدل های شبه تجربی مدل گردابه – نوسان گر میباشد. با وجود این که این مدل چندین مشخصه سیستم را در سیستم های با جرم – میرایی بالا به خوبی پیش بینی میکند، در سیستم های با جرم – میرایی کم دقت قابل قبولی ندارد. در این پژوهش پس از بیان مقدمات به بررسی کامل مدل نوسان گر کلاسیک میپردازیم و پس از به دست آوردن معادلات حاکم، روابط صریحی برای پاسخ سیستم با در نظر گرفتن سه نوع کوپلینگ مختلف (جابجایی، سرعت و شتاب) ارائه خواهد شد. سپس با ارائه یک مدل اصلاح شده که از وجود یک نوسان گر دافینگ بهره میبرد، به نتایج قابل قبولی در سیستم های با جرم – میرایی کم نیز دست خواهیم یافت. به دست آوردن روابطی برای پاسخ سیستم و بررسی آنها برای سه کوپلینگ نام برده نشان میدهد که اینجا هم کوپلینگ شتاب میتواند بهتر از بقیه کوپلینگ ها رفتار سیستم را پیش بینی کند. در نهایت به عنوان یکی از کاربرد های مدرن این پدیده، به امکان استحصال انرژی پاک و نامحدود از ارتعاشات ناشی از گردابه خواهیم پرداخت. با استخراج رابطه ای برای بازدهی این دستگاه و مقایسه آن با دیگر روش های موجود به این نتیجه خواهیم رسید که این دستگاه آینده درخشانی در زمینه استحصال انرژی های پاک و بازگشت پذیر خواهد داشت.

بررسی ارتعاشات القایی ناشی از گردابه ها دارای اهمیت بالایی است زیرا این پدیده در بسیاری از سازه ها که در معرض جریان سیال قرار دارند پدیدار می گردد و در مواردی امکان تخریب سازه نیز وجود دارد. هنگامیکه جریان سیال به سازه برخورد می کند، جدایش جریان و ایجاد دنباله رخ می دهد. بدلیل اختلاف فشار ذرات سیال در درون و خارج از دنباله، گردابه ها بوجود می آیند. پیدایش گردابه ها بر فشار روی سطح سازه تاثیر می گذارد و سازه تحریک شده و نوسان می کند. هنگامیکه فرکانس نوسانات گردابه ها و فرکانس سازه برابر شوند، به اصطلاح دو فرکانس قفل می شوند و دامنه ارتعاشات ناشی از گردابه ها افزایش می یابد. از ویژگی های این نوع ارتعاش محدود بودن دامنه نوسانات می باشد، بدین معنی که تنها در زمان قفل شدگی بیشترین دامنه نوسانات رخ می دهد. مطالعه این پدیده به روش های تجربی، نیمه تجربی و عددی صورت می پذیرد. در روش های تجربی تاثیر یک یا دو پارامتر بطور همزمان مورد بررسی قرار می گیرد و دیگر پارامترها ثابت فرض می شوند. در روش عددی نیز معادلات ناویراستوکس را با کمک روش های عددی مورد بررسی قرار می دهند. در این میان بدست آوردن مدل ریاضی که بر پایه نتایج آزمایشگاهی بتواند رفتار سیستم را مدلسازی نماید، دارای اهمیت می باشد. مدل سازه-نوسانگر کلاسیک یکی از کارآمدترین مدل هاست که از معادله ون در پل برای شبیه سازی نوسانگر سیال بهره می گیرد. لذا در این پایان نامه ویژگیهای این مدل ریاضی مورد بررسی قرار می گیرد. سپس، معادلات حاکم بر سیستم برای سه نوع کوپلینگ جابجایی، سرعت و شتاب حل می شوند. از مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی مشخص می شود که کوپلینگ شتاب نسبت به کوپلینگ های دیگر کارامدتر می باشد. در هیچ یک از مدل های موجود بهینه سازی و اصلاح از طریق ضرایب مورد بررسی قرار نگرفته است. در این پایان نامه، به اصلاح مدل کلاسیک از طریق ضرایب و افزودن عبارت مرتبه بالاتر به معادله نوسانگر سیال پرداخته می شود. از حل معادلات مدل اصلاح شده رابطه ای بین ضرایب استخراج می شود که نتیجه آن بصورت نمودار ارائه می گردد. این نمودار نمایانگر مقادیر ضرایب می باشد بگونه ای که رفتار ارتعاشاتی سیستم با دامنه محدود همواره تضمین گردد. این نمودار عمومی است و همزمان برای مدلهای کلاسیک و اصلاح شده کاربرد دارد. مقایسه نتایج ناشی از حل معادلات با مدل کلاسیک و نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که با اصلاح ضرایب می توان مدل کلاسیک را بگونه ای معرفی کرد که با نتایج آزمایشگاهی منطبق باشد. همچنین مطالعه عبارت از مرتبه بالاتر نشان می دهد که می توان با استفاده از عبارت موجود نیز دامنه نوسانات را تا حدی بهبود بخشید. در تمام این مدل ها، کوپلینگ شتاب بهترین مدل برای شبیه سازی رفتار سیستم می باشد. در نهایت، با توجه به اهمیت کنترل ارتعاشات القایی ناشی از گردابه ها روش های گوناگون برای کنترل بالقوه مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین کنترل بالفعل توضیح داده خواهد شد و برای مثال تابع لیاپانوفی که امکان کنترل بالفعل سیستم از طریق کنترل رباست را فراهم خواهد آورد، معرفی می گردد.

نشست شمع‎ها یکی از مهم ترین ‎مسائلی است که مهندسان به دنبال رسیدن به یک مدل بهینه برای تخمین آن هستند. اغلب روش‎های موجود برای محاسبه نشست شمع‎ها با در نظر گرفتن فرضیاتی که در نشست موثر می‎باشند مسأله را ساده‎تر کرده‎اند. بنابراین، در روش های متفاوت پیش‎بینی نشست، سازگاری وجود ندارد و روش های دیگری مورد نیاز است که بتواند بر محدودیت‎های روش‎های موجود غلبه نموده و دقت کافی را در پیش‎بینی نشست دارا باشد. در این راستا با پیشرفت روش های یادگیری ماشین، علوم مختلف برای مدل سازی دقیق تر پدیده های خود به سمت این روش ها گرایش یافتند که مهندسی ژئوتکنیک نیز از آن دسته مستثنی نبوده است. شبکه های عصبی مصنوعی(ann) و ماشین بردار پشتیبان(svm) از جمله روش هایی هستند که در علوم مختلف، نتایج خوبی از خود نشان داده اند. علاوه بر به کارگیری روش‎های مدل‎سازی متنوع، پارامترهایی که در مدل‎سازی نشست به کار می‎روند نیز در پژوهش‎های مختلف با یکدیگر متفاوت هستند. در این تحقیق مقاومت برشی زهکشی نشده خاک، که یک پارامتر اصلی در مقاومت خاک های چسبنده محسوب می-شود به همراه هندسه شمع و مشخصه خاک به عنوان ورودی های مدل در نظر گرفته شده اند. مدل های طراحی شده از نوع شبکه عصبی پرسپترون دولایه با الگوریتم پس انتشار خطا می باشند که با توابع انتقال سیگموئید و تانژانت هایپربولیک گسترش یافته اند. هم چنین مدل-های ماشین بردار پشتیبان با توابع کرنل پایه شعاعی و چندجمله ای ساده، برای پیش بینی نشست شمع ها بر اساس مقاومت برشی زهکشی نشده خاک ارائه شده اند. این مدل ها بر مبنای 253 داده به دست آمده از نمودارهای بار- تغییرمکان حاصل از 23 آزمایش بارگذاری استاتیکی شمع در مقیاس واقعی، طراحی شده اند. هدف از این تحقیق، استفاده از دو روش از روش های یادگیری ماشین جهت گسترش مدلی برای پیش بینی نشست شمع ها می-باشد. نتایج نشان می‎دهند که مقادیر پیش بینی شده با شبکه عصبی و مقادیر شبیه سازی شده با ماشین بردار پشتیبان به نتایج واقعی نزدیک است و مدل ها کارائی بالایی را از خود نشان می دهند. می توان نتیجه گرفت این دو روش دارای عمل کرد بسیار مناسبی هستند و می توانند به عنوان ابزاری قدرتمند در مدل سازی پدیده های ژئوتکنیکی مورد استفاده قرار گیرند.

پوسته های استوانه ای کاربرد فراوانی در صنعت دارند. یکی از کاربردهای مهم آن، استفاده از پوسته های استوانه ای در بدنه هواپیما می باشد. در مطالعات مهندسی، بدنه هواپیما به شکل یک پوسته استوانه ای فرض می شود. این فرض کمک می کند تا شناخت بهتری نسبت به رفتار ارتعاشی بدنه هواپیما حاصل گردد. نوسانات بدنه علاوه بر اینکه سبب کاهش عمر قطعات آن می شود، یکی از عوامل ایجاد نویز نیز به شمار می آید که آرامش مسافران را بر هم می زند. برای رفع مشکلات ناشی از ارتعاش بدنه، ابتدا لازم است شناخت صحیحی از فرکانس های پوسته استوانه ای حاصل شود، رفتار ارتعاشی و شکل مدهای آن بررسی و اثر پارامترهای مختلف بر روی آن مطالعه گردد. به همین منظور روشی تحلیلی برای پیدا کردن فرکانس های طبیعی پوسته استوانه ای با جزئیات کامل و با بهره گیری از ده تئوری مختلف معرفی می شود. سپس، نتایج آن با داده های آزمایشگاهی مقایسه خواهد شد. در ادامه برای دستیابی به پاسخ های بهتر و دقیق تر از روش اختلال در حل معادلات غیرخطی پوسته های استوانه ای استفاده می شود. در آخر نیز با استفاده از روش عددی المان محدود، اثر ساختارهای کامپوزیتی بر روی فرکانس طبیعی پوسته های استوانه ای بررسی می شود.

در این پژوهش، به منظور مطالع? ارتعاشات آزاد و پایداری نانولول? کربنی حامل جریان سیال، با استفاده از مدل پوست? استوانه ای دانل و بر اساس تئوری اصلاح شد? تنش کوپل برای نخستین بار مدل جدیدی ارائه می شود. این مدل تنها دارای یک پارامتر مقیاس طول ماده بوده و قادر است اثرات اندازه مربوط به ساختار لول? کربنی در مقیاس نانو را لحاظ کند. بر این اساس معادلات دینامیکی حاکم و شرایط مرزی متناظر با استفاده از اصل همیلتون به دست آمده و در ادامه به کمک روش عددی مربعات تفاضلی، اثرات مربوط به سیال داخلی و سرعت آن، پارامتر مقیاس طول ماده بر اساس تئوری اصلاح شده تنش کوپل (و مقایس? نتایج با مدل کلاسیک پوست? دانل)، تغییرات دما، ابعاد هندسی، انواع بستر الاستیکی، شرایط مرزی مختلف (شامل تکیه گاه های گیردار-آزاد، دوسر مفصل، دوسر گیردار، گیردار-مفصل)، تعداد جداره و نسبت پواسون بر روی مشخصه های ارتعاشی و پایداری نانولول? کربنی مورد مطالعه و بحث قرار می گیرد. همچنین به منظور بررسی مزیت استفاده از مدل پوسته نسبت به مدل تیر، نانولول? کربنی بر اساس دو مدل رایج تیر اویلر-برنولی و تیر تیموشنکو مدل سازی شده و نتایج آن ها به همراه مدل پوست? استوانه ای با نتایج مدل شبیه سازی دینامیک مولکولی موجود در منابع مقایسه می شود. لازم به ذکر است تمامی نتایج فوق به کمک نرم افزار متلب استخراج می گردد. نشان داده می شود سیال داخلی به کاهش شدید فرکانس طبیعی نانولوله های کربنی کمک می کند. همچنین در نظر گرفتن پارامتر مقیاس طولی ماده در تئوری پیوسته ی مرتبه ی بالاتر، منجر به افزایش فرکانس های طبیعی و محدود? پایداری نانولوله های کربنی حامل سیال در مقایسه با تئوری پیوسته ی کلاسیک می شود. در ادامه مشاهده می شود که اثر تغییرات دما با توجه به شرایط دمای محیط، می تواند متفاوت باشد. همچنین بستر الاستیکی منجر به افزایش فرکانس و محدود? پایداری می شود. مشاهده می شود که شرایط مرزی مختلف، اهمیت فراوانی بر مطالع? رفتار دینامیکی نانولوله های کربنی دارند. در نهایت هم نشان داده می شود مدل پوسته نسبت به دو مدل تیر اویلر-برنولی و تیر تیموشنکو از دقت بالاتری برخوردار است (خصوصاً در نسبت های طول به قطر های کوچک).

هدف از انجام این پژوهش مطالعه تجربی ارتعاشات القایی گردابه ای بر روی سیلندر استوانه ای متحرک درون کانال آب ساکن می باشد. پارامترهایی که در این مطالعه به آن پرداخته شد عبارتند از: تاثیر عدد رینولدز، نسبت جرمی و فرکانس طبیعی سیستم. با تغییر قطر سیلندر مشاهده شد که عدد رینولدز به شدت پاسخ ارتعاشات القایی گردابه ای را تحت تأثیر قرار می دهد. با افزایش عدد رینولدز ماکزیمم دامنه نوسان سیلندر و محدوده همگاه سازی در شاخه بالایی افزایش می یابد. با استفاده از سه سیلندر با وزن متفاوت تأثیر نسبت جرمی بر پاسخ ارتعاشات القایی بررسی شد. نتایج نشان می دهد که با کاهش وزن استوانه، ماکزیمم دامنه نوسان و محدوده همگاه سازی افزایش پیدا می کند. تأثیر سختی فنر که در مطالعات پیشین به آن اشاره مستقیم نشده بود، در این پایان نامه در محدوده وسیعی مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده شد که برای یک سیستم مشخص، ماکزیمم نوسانات در محدوده خاصی از سختی فنر بدست آمد. سیستم های با فرکانس طبیعی بیشتر و کمتر منجر به کاهش دامنه نوسانات شدند.

عملکرد دینامیکی سازه در شرایط مختلف کاری یکی از پارامترهای مهم در طراحی یک سازه مهندسی است.یکی از ابزارهای مهم و پر کاربرد که نه تنها عملکرد دینامیکی سازه ها را بهبود می بخشد، بلکه راهکاری ساده و ارزان جهت خنثی کردن ارتعاشات سازه ها فراهم می آورد، استفاده از یک سیستم ساده جرم، فنر و میرگرا است که تحت عنوان جاذب پویای ارتعاشی شناخته می شود. بهینه سازی نوع سنتی این جاذب ها که در آن ها از فنر و میرگرا بین جرم جاذب و سیستم اصلی استفاده می-کنند، مساله ای کلاسیک است که پیش از این مورد تحلیل قرار گرفته و پارامترهای بهینه آن هنگامی که به یک سیستم یک درجه آزادی و یا پیوسته متصل می شود، ارائه شده است. چیدمان های متعددی از این جاذب ها به منظور بهبود عملکرد شان در خنثی کردن ارتعاشات ارائه شده است که از آن جمله می توان به جاذبی که در آن میراگرا بر خلاف نوع سنتی بین جرم جاذب و سازه مبنا قرار می گیرد، اشاره کرد، که تحت عنوان جاذب پویای ارتعاشی غیر سنتی شناخته می شود. پارامترهای بهینه این نوع جاذب غیرسنتی هنگامی که به یک سیستم یک درجه آزادی متصل شده، تحت بارگذاری های مختلف بدست آمده است. نتایج نشان می دهد که این نوع جاذب ها نسبت به نوع سنتی کارایی بالاتری دارند، لذا در این پژوهش پارامترهای بهینه این نوع جاذب غیرسنتی جهت کنترل ارتعاشات سازه های پیوسته ای همچون تیر و صفحه به صورت تحلیلی ارائه شده است. یکی از محدودیت های ذاتی این جاذب ها کارآیی نه چندان مناسب شان در نسبت های جرمی پائین است. به منظور رفع این نقیصه محققین با اضافه کردن یه فعال کننده، جاذب پیوندی ارتعاشی را ارائه کردند که دارای اجزاء فعال و غیر فعال می باشد. با توجه به عملکرد بهتر جاذب های پویای ارتعاشی غیر سنتی نسبت به نوع سنتی ، جاذب پیوندی ارتعاشی غیر سنتی و نیز پارامترهای بهینه آن هنگامی که به یک سیستم یک درجه آزادی متصل می شود در این پژوهش ارائه شده است. لذا در این پژوهش پارامترهای بهینه این نوع جاذب جهت کنترل ارتعاشات سازه های پیوسته ای همچون تیر و صفحه به صورت تحلیلی ارائه شده است.

میراگر ضربه‏ای تک جرمی، وسیله‏ای برای سرعت بخشیدن به استهلاک ارتعاشات سیستم‏های مکانیکی می‏باشد. این وسیله شامل محفظه‏ای متصل به جرم نوسانگر اصلی است که در آن جرم ضربه‏زننده قرار گرفته است. در میراگرهای ضربه‏ای، انرژی جنبشی در اثر برخورد غیر الاستیک جرم ضربه‏زننده به ضربه‏گیرهای متصل به جرم اصلی، به انرژی حرارتی و صوتی تبدیل می‏شود. بنابراین، مقداری از انرژی ناخواسته‏ی نوسانگر اصلی، در طول برخورد جرم‏ها، مستهلک می‏گردد. در این پژوهش، معادلات حاکم بر حرکت جرم اصلی مجهز به میراگرهای ضربه‏ای صلب و ارتجاعی، به صورت تحلیلی و عددی مورد بررسی قرار می‏گیرد. در ادامه قابلیت‏های میراگر ضربه‏ای با تغییر پارامترهای طراحی آن، شامل فاصله‏ی بین ضربه‏گیرها، نسبت جرمی و ضریب بازگشت، بررسی و تحلیل می‏شود. به منظور تکمیل بررسی میراگرهای ضربه‏ای، میزان صدای ایجاد شده در اثر برخورد جرم ضربه‏زننده به ضربه‏گیرهای متصل به جرم اصلی، به صورت تحلیلی محاسبه می‏گردد و برای نخستین بار، رفتار اکوستیکی میراگرهای ضربه‏ای در طراحی اولیه‏ی این سیستم‏ها لحاظ می‏شود. سپس نشان داده می‏شود که با در نظر گرفتن طراحی مبتنی بر اکوستیک، می‏توان با ثابت نگاه داشتن قدرت استهلاک انرژی میراگرهای ضربه‏ای، از سر و صدای آن‏ها کاست. در ادامه قابلیت اطمینان نوسانگر مجهز به میراگر ضربه‏ای مورد بررسی قرار می‏گیرد. در این قسمت نشان داده می‏شود که استفاده از میراگرهای ضربه‏ای می‏تواند منجر به افزایش قابلیت اطمینان نوسانگر اصلی شود. دلیل این امر توانایی میراگرهای ضربه‏ای در کاهش نخستین دامنه‏ی ارتعاشات جرم اصلی می‏باشد. در نهایت، پیشنهاداتی برای ادامه‏ی پژوهش در زمینه‏ی میراگرهای ضربه‏ای ارائه خواهد شد. در نهایت امکان کنترل پذیر نمودن میراگرهای ضربه‏ای مورد بررسی قرار خواهد گرفت. بدین منظور، ضربه‏گیرهای میراگر ضربه‏ای به میراگرهای سیال هوشمند مجهز خواهد گردید.

ز جمله مسائل اساسی در محاسبات شمع ها، پیش بینی میزان نشست و ظرفیت باربری شمع ها می باشد. تاکنون به منظور پیش بینی میزان نشست و ظرفیت باربری شمع ها، روش های تجربی پیشنهاد شده است. این روش ها با در نظر گرفتن فرضیاتی به ساده سازی محاسبات اقدام نموده اند لیکن در پیش بینی میزان نشست شمع ها نتایج حاصل از دقت قابل قبولی در محاسبات برخوردار نمی باشد. از سوی دیگر پیشرفت های گسترده در ابداع رایانه های با قدرت محاسباتی بالا زمینه ساز استفاده از روش های مبتنی بر تکنیک های هوش محاسباتی شده است. کاربرد هوش محاسباتی در علم مهندسی مکانیک خاک در پژوهش های متعددی بررسی شده است. از جمله این روش ها می توان به الگوریتم بهینه سازی ذرات (pso) و درخصوص روش های یادگیری ماشین به ماشین بردار پشتیبان (svm) اشاره نمود. در این تحقیق با استفاده از ماشین بردار پشتیبان و به کمک الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات و بر اساس نتایج حاصل از داده های آزمون نفوذ مخروط (cpt)، نشست شمع ها تحت اثر بار محوری مدل سازی شده است. مدل سازی با استفاده از زبان برنامه نویسی matlab و توسط داده های استخراج شده از مقالات صورت گرفته است. داده های مذکور شامل نتایج آزمون بارگذاری استاتیکی شمع در مقیاس واقعی، نتایج آزمون نفوذ مخروط مجاور شمع و خواص هندسی شمع می باشد. در این تحقیق با مقایسه نتایج حاصل از مدل ها با مقادیر واقعی، کارایی مناسب مدل ها بررسی و در نهایت تعدادی از مدل ها به عنوان مدل بهینه انتخاب شده است. به منظور مقایسه نتایج مدل ها با روش های مرسوم از دو روش سنتی استفاده شده است. بدین منظور با استفاده از یک تحلیل آماری، نتایج حاصل از مدل ها و روش های مورد اشاره بررسی شده است. در نهایت باتوجه به معیارهای مورد استفاده در این تحلیل، مدل ها و روش های موجود رتبه بندی شده است. نتایج بیانگر آن است که مدل های svm در پیش بینی نشست شمع ها در محدوده داده هایی که برای گسترش مدل مورد استفاده قرار گرفته اند، با دقت بالاتری نسبت به روش های سنتی عمل نموده اند.

به صداهای ناخواسته و آزاردهنده آلودگی صوتی یا نوفه گفته می شود. روش های گوناگونی برای کاهش یا حذف این صدا های ناخواسته ارائه شده است. در این میان استفاده از مواد جاذب صوت از اهمیت بیش تری برخوردار است، این مواد معمولا دارای ساختاری متخلخل هستند. پلی یورتان فوم به دلیل داشتن ویژگی های ساختاری مناسب و دامنه خواص گسترده مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. در این پژوهش ابتدا نمونه ای اولیه از پلی یورتان فوم نرم در آزمایشگاه تولید شده و به کمک دستگاه لوله امپدانس خواص اکوستیکی این نمونه اندازه گیری گردیده است. در ادامه به کمک مدل های تئوری و تجربی ارائه شده توسط سایر محققین عملکرد این مواد مورد بررسی و صحت سنجی قرار گرفته است. سپس به منظور بهبود عملکرد جذب صدای پلی یورتان فوم، چهار نوع ذره با خواص متفاوت شامل ذرات نانو لوله کربنی، نانو سیلیکا، نانوآلومینا و براده چوب به ساختار فوم افزوده شده اند. در انتها ضرایب جذب صوتی این کامپوزیت ها اندازه گیری شده و دلایل بهبود و عدم بهبود خاصیت جذب صدای این مواد مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج اندازه گیری شده بیان می کند که حضور ذرات نانو لوله کربنی در فرکانس های پایین ضریب جذب صوتی را به خوبی افزایش می دهد و استفاده از ذرات چوب در مجموع بالاترین درصد بهبود ضریب جذب صوتی را در تمام فرکانس ها داشته است.

یکی از کاربردی ترین ابزارها در زمینه کنترل ارتعاشات سازه های بلند، میراگر جرمی تنظیم شده است. میراگر جرمی تنظیم شده متشکل از یک جرم، یک فنر و یک میراگر است که به منظور کاهش پاسخ دینامیکی سازه به آن متصل می شود. این میراگر به گونه ای طراحی می شود که در هنگام بارگذاری سازه، در فاز مخالف حرکت آن شروع به نوسان کند. این امر موجب می شود انرژی سازه در حال ارتعاش، با اعمال نیروی میراگر تلف شود. یکی از مهم ترین مسائل در طراحی میراگر جرمی تنظیم شده، دستیابی به مقادیر بهینه پارامترهایی نظیر: جرم، سختی و میرایی است. با توجه به مطالعات انجام گرفته، در هنگام بهینه سازی پارامترهای پاسخ سازه دارای یک تضاد می باشند؛ به طوری که بهبود یک تابع هدف موجب بدتر شدن تابع هدف دیگر می شود. در نتیجه، برای این مسئله ارتعاشی می توان یک بهینه سازی چندهدفه اجرا نمود. بدین منظور، دو تابع هدف، ماکزیمم جابجایی و ماکزیمم شتاب سازه برای بهینه سازی چندهدفه انتخاب شدند تا به طور هم زمان به حداقل میزان خود برسند. مسئله ی دیگر در طراحی این میراگر، اثرات اندرکنش بین خاک و سازه است. علاوه بر این، وجود تحلیل های متعدد در فرآیند بهینه سازی، زمان زیادی را به خود اختصاص داده و استفاده از سیستمی جهت کاهش زمان شبیه سازی، لازم به نظر می رسد. در این پژوهش، بهینه سازی چندهدفه پارامترهای میراگر جرمی تنظیم شده توسط الگوریتم بهینه ساز اجتماع ذرات مبتنی بر مرتب سازی جواب های نا مغلوب (nspso) انجام شد. برای اجرای این بهینه سازی دو مدل در نظر گرفته شد. یکی مدل کدنویسی شده براساس روش عددی نیومارک و دیگری مدل شبکه عصبی مصنوعی تخمین مساله ارتعاشی است. این روند برای چهار نمونه زلزله و سه نوع خاک نرم، خاک متوسط و خاک سخت و همچنین سازه با پایه ثابت انجام شد. نتایج نشان از قابلیت های شبکه عصبی در تخمین ناحیه پارتو مرتبط با بهینه سازی چندهدفه داشت. علاوه بر این مشاهده شد که اثرات اندرکنش سازه و خاک، ناحیه پارتو را دچار تغییراتی می کند که خود نمایانگر اهمیت این مسئله در طراحی میراگر جرمی تنظیم شده است.

ارتعاشات گردابه محرک به نوعی ارتعاش ناشی از جریان سیال گفته می شود که در آن عامل ارتعاش دنباله گردابه ای فون کارمن است که در اثر جدایش جریان سیال که از روی یک سطح غیرتخت یا زاویه دار عبور می کند ایجاد می شود. در این بحث جسم مورد بررسی را یک استوانه که در معرض جریان عرضی قرار گرفته، در نظر می گیریم. چنانچه استوانه بخشی از یک سازه باشد که در راستای عمود بر جریان به آن آزادی حرکت داده ایم، تداوم این روند منجر به افزایش دامنه ارتعاش در اثر نیروی برا وارده و در محدوده خاصی از سرعت سیال سبب ناپایداری و از هم گسیختگی می گردد. سازه های بسیاری چون ساختمان ها، برج ها، خطوط لوله، کابل ها و پل ها در معرض چنین جریان هایی قرار دارند که باید از نظر پدیده مخرب viv آن ها را در محدوده ایمن طراحی قرار داد.دراین پروژه مدلسازی این پدیده با استفاده از روش کوپل جریان و سازه و حل تحلیلی آن انجام شده است. سپس از نرم افزارcomsol multiphysic برای شبیه سازی اثر متقابل سیال و سازه استفاده شده تا پارامترهای تاثیرگذار بر ارتعاشات ناشی از گردابه ها مطالعه و بررسی شده و با حل تحلیلی مقایسه شود. برای تعیین صحت اعتبار مدل بعد از مقایسه با نتایج تجربی و حل تحلیلی انجام شده، مشاهده شد تطابق قابل قبولی بین نتایج تجربی و حل تحلیلی با حل عددی برقرار است.