ДИНАМИКА ПЕРВИННОЇ СТРУКТУРИ З’ЄДНАНОЇ З ОДНОБІЧНИМ ВІБРОУДАРНИМ НЕЛІНІЙНИМ ПОГЛИНАЧЕМ ЕНЕРГІЇ

Заголовок (англійською): 
Dynamics of primary structure coupled with single-sided vibro-impact nonlinear energy sink
Автор(и): 
Лізунов П.П.
Погорелова О.С.
Постнікова Т.Г.
Автор(и) (англ): 
Lizunov P.P.
Pogorelova O.S.
Postnikova T.G.
Ключові слова (укр): 
віброударний, первинна структура, демпфер, нелінійний поглинач енергії
Ключові слова (англ): 
vibro-impact, primary structure, damper, nonlinear energy sink
Анотація (укр): 
Розглядається двох масова віброударна система з 2 ступнями вільності, яка складається з лінійного осцилятора, що названий первинною структурою, та з’єднаного з нею демпфера. Демпфер малої маси б’ється об стінку, яка жорстко скріплена з первинною структурою. Ця схема відповідає схемі однобічного віброударного нелінійного поглинача енергії (single-sidedvibro-impactnonlinearenergysink – SSVI NES). Показано, що навіть легкий демпфер може зменшити амплітуду та швидкість первинної структури в її коливальному русі. Подальша оптимізація параметрів демпфера має посилити цей ефект. Моделювання удару нелінійною контактною силою Герца дає можливість докладніше врахувати механічні характеристики поверхонь, що співударяються. Введення у розрахункову схему початкової відстані між первинною структурою та демпфером дозволяє врахувати удар між ними та побачити, коли цей удар відсутній.
Анотація (англ): 
In this paper, we consider a two-mass 2-DOF vibro-impact system, consisting of a linear oscillator, called the primary structure, and an impact damper attached to it. A damper with a small mass hits a wall rigidly connected to the primary structure. This scheme corresponds to the scheme of single-sided vibro-impact nonlinear energy sink – SSVI NES. It is shown that even a light damper can reduce the amplitude and velocity of the primary structure oscillatory movement, that is, decrease its energy. Further optimization of damper parameters should improve this effect. The impact simulation using Hertz’s nonlinear contact force makes it possible to take into account the mechanical characteristics of all colliding surfaces in more detail. The introduction of the initial distance between the primary structure and the damper into the calculation scheme makes it possible to take into account the impact between bodies and see when this impact is absent.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2022, номер 109
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2022, number 109
Мова статті: 
English
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
02-109_lizunov_pogorelova_postnikova.pdf
Дата публікації: 
25 Декабрь 2022
Номер збірника: 
109
Університет автора: 
Kyiv National University of Construction and Architecture 31, Povitroflotskyave., Kyiv, Ukraine, 03680
References: 
  1. AL-Shudeifat, M. A., & Saeed, A. S. (2020). Comparison of a modified vibro-impact nonlinear energy sink with other kinds of NESs. Meccanica, 56(4), 735–752. https://doi.org/10.1007/s11012-020-01193-3
  2. Li, S., Wu, H., & Chen, J. (2022). Global dynamics and performance of vibration reduction for a new vibro-impact bistable nonlinear energy sink. International Journal of Non-Linear Mechanics, 139, 103891. https://doi.org/10.1016/j.ijnonlinmec.2021.103891
  3. Chabrier, R., Chevallier, G., Foltête, E., &Sadoulet-Reboul, E. (2022). Experimental investigations of a vibro-impact absorber attached to a continuous structure. Mechanical Systems and Signal Processing, 180, 109382. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2022.109382
  4. Li, H., Li, A., & Zhang, Y. (2021). Importance of gravity and friction on the targeted energy transfer of vibro-impact nonlinear energy sink. International Journal of Impact Engineering, 157, 104001. https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2021.104001
  5. Li, W., Wierschem, N. E., Li, X., & Yang, T. (2018). On the energy transfer mechanism of the single-sided vibro-impact nonlinear energy sink. Journal of Sound and Vibration, 437, 166–179. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2018.08.057
  6. Li, H.,& Li, A. (2021). Potential of a vibro-impact nonlinear energy sink for energy harvesting. Mechanical Systems and Signal Processing, 159, 107827. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2021.107827
  7. Bergeot, B., Bellizzi, S., & Berger, S. (2021). Dynamic behavior analysis of a mechanical system with two unstable modes coupled to a single nonlinear energy sink. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 95, 105623. https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2020.105623
  8. Farid, M., Gendelman, O. V., &Babitsky, V. I. (2019). Dynamics of a hybrid vibro impact nonlinear energy sink. ZAMM - Journal of Applied Mathematics and Mechanics / ZeitschriftFür AngewandteMathematik Und Mechanik, 101(7). Portico. https://doi.org/10.1002/zamm.201800341
  9. Gomez, F., Fermandois, G. A., & Spencer Jr., B. F. (2021). Optimal design of nonlinear energy sinks for mitigation of seismic response on structural systems. Engineering Structures, 232, 111756. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111756
  10. Wang, J., Wang, B., Liu, Z., Li, H., & Zhang, C. (2020). Seismic response mitigation of building structures with a novel vibro-impact dual-mass damper. Engineering Structures, 215, 110673. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.110673
  11. Wang, J., Wierschem, N. E., Wang, B., & Spencer Jr, B. F. (2020). Multi‐objective design and performance investigation of a high‐rise building with track nonlinear energy sinks. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 29(2), e1692.  https://doi.org/10.1002/tal.1692
  12. Lizunov, P., Pogorelova, O., &Postnikova, T. (2022). Choice of the Model for Vibro-impact Nonlinear Energy Sink. Strength of Materials and Theory of Structures, 108, 63–76. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2022.108.63-76
  13. Wierschem, N. E., Spencer Jr, B. F. (2015). Targeted energy transfer using nonlinear energy sinks for the attenuation of transient loads on building structures. University of Illinois at Urbana-Champaign.NSEL Report Series, Report No. NSEL-045.
  14. Goldsmith W. Impact: The Theory and Physical Behavior of Colliding Solids. Edward Arnold Ltd. – 1960.
  15. Johnson K. L. Contact mechanics. Сambridge univ //Press. Cambridge. – 1985. – Т. 95. – С. 365.