حذف اثرات سيستم تعليق كابلي از مشخصات مودال اندازه‌گيري شده يك سازه منعطف

Elimination of suspension effects from measured modal properties of a flexible structure

حين انجام آزمون مودال، سازه مورد بررسي توسط سيستم تعليق به محيط پيرامون خود متصل مي‌شود. سيستم تعليق كابلي، يكي از متداول‌ترين سيستم‌هاي تعليق در آزمون مودال مي‌باشد كه به علت سختي پايين، جهت شبيه‌سازي شرايط مرزي آزاد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در چنين شرايطي، خواص مودال اندازه‌گيري ‌شده‌ سازه به عنوان مشخصات ديناميكي سازه در حالت آزاد فرض مي‌شوند. اما در مواردي كه سازه مورد بررسي، سازه‌اي بزرگ و با انعطاف‌پذيري بالا است، تاثير سختي سيستم تعليق كابلي بر خواص مودال اندازه‌گيري ‌شده چشم‌گير خواهد بود و نمي‌توان از اثرات سيستم تعليق چشم‌پوشي كرد. تحقيق حاضر به حذف اثرات سيستم تعليق كابلي از فركانس‌هاي مودال اندازه‌گيري ‌شده يك سازه بزرگ با انعطاف‌پذيري بالا مي‌پردازد. براي انجام اين مهم، ابتدا حساسيت فركانس‌هاي طبيعي سازه به سختي خارجي بررسي مي‌شود و در ادامه، با مدل‌سازي ديناميكي سيستم تعليق كابلي مورد بررسي، سختي موثر سيستم تعليق بدست مي‌آيد. در ادامه با ارايه يك روش تكرار شونده، اثرات سختي سيستم تعليق از فركانس‌هاي مودال سازه حذف مي‌شود. در نهايت روش تكرارشونده پيشنهادي توسط يك مدل عددي تاييد شده و از آن براي اصلاح فركانس‌هاي مودال اندازه‌گيري ‌شده يك سازه واقعي استفاده مي‌شود.

During modal testing, the test structure is connected to its surroundings by a suspension system. Cable suspension system is one of the most common suspension systems which is used to simulate the free-free condition, due to its low stiffness. In this condition, the measured modal properties are assumed to be free-free dynamic properties of the test structure. But in situations in which the test structure is big and flexible, the stiffness of the suspension system is comparable with the stiffness of the test structure and cannot be neglected. In this paper, the suspension effects are eliminated from measured modal frequencies of a flexible structure which is suspended by a cable suspension system. The eigenvalue sensitivity analysis is done and then, the effective stiffness of the cable suspension system is derived. Based on the eigenvalue sensitivity and the effective stiffness of the suspension system, an iterative procedure is proposed to eliminate the suspension effects from measured modal frequencies of the test structure. The proposed iterative procedure is verified using a finite element model. Finally, the proposed iterative procedure is used to eliminate the suspension effects from measured modal frequencies of a real flexible structure.