Bir modal empedans tabanlı istatistiksel enerji analizi yordamı ile çizgisel bağlantılı belirsiz kompozit yapıların orta ve yüksek frekans titreşim analizi

Abstract

In this study, mid and high frequency vibration analysis of line connected composite structures having structural uncertainty obtained by mass variability is performed by using a procedure of modal impedance based statistical energy analysis (SEA). The procedure proposed here calculates finite system impedances in terms of modal information for each subsystem and uses these impedances in the prediction of SEA parameters. Modal information is extracted from finite element method by providing approximate physical boundary condition similarity of each subsystem with entire system. The procedure, on the contrary of classical SEA, considers not only driving point infinite impedances but also transfer point finite impedances to represent the total energy of the finite system more realistically. The procedure utilizes a dimension reducing principle based on point impedances to obtain line connection impedances. It is tested for line connected stiffened plate consisting of two isotropic beams and an eight layered symmetrically laminated composite plate having random mass variability. Its accuracy and capacity are presented by the results of finite element method based Monte Carlo simulations and classical SEA.

Bu çalışmada, kütlesel rastgelelikle elde edilen yapısal belirsizliğe sahip çizgisel bağlı kompozit yapıların orta ve yüksek frekans titreşim analizi için bir modal empedans tabanlı istatistiksel enerji analizi (İEA) yordamı sunulmuştur. Önerilen yaklaşım her bir altsistemin modal bilgilerini elde ederek sonlu sistem empedanslarını hesaplar ve bu empedansları İEA parametrelerinin tahmin edilmesinde kullanır. Modal bilgiler, her bir altsistemin tüm sisteme göre yaklaşık fiziksel sınır koşulu benzerliğini de sağlayarak, sonlu elemanlar metodu (SEM) ile hesaplanır. Yöntem, klasik İEA yönteminin aksine sadece zorlama noktası sonsuz empedansını değil sonlu transfer noktasal empedanslarını da hesaba katarak, sonlu sistemin toplam enerjisini daha gerçekçi olarak ortaya koymaktadır. Bu yöntem çizgisel bağlantı empedanslarını elde etmek için, noktasal empedanslar üzerinden gerçekleştirilen bir boyut indirgeme prensibinden yararlanır. Burada yöntem, iki adet izotropik çubuk ve kütlesel rastgele değişkenliğe sahip sekiz tabakalı bir simetrik kompozit plakadan oluşan çizgisel bağlantılı bir güçlendirilmiş kompozit yapı ile test edilmiştir. Sunulan yaklaşımın doğruluğu ve başarısı sonlu elemanlar (SE) tabanlı Monte Carlo simülasyonları ve klasik İEA sonuçları ile ortaya konmuştur.