تکیه گاه های ارتجاعی برای بهبود رفتار سازه ای پلها مورد استفاده قرار می گیرند. وجود چنین تکیه گاه هایی تاثیر قابل توجهی در تغییر رفتار ارتعاشی پلها و تیرها و به بیان دیگر در تغییر فرکانسهای طبیعی سازه و مودهای ارتعاشی آنها دارد. در متون فنی، مطالعات نظری برای پلهای یک دهانه با تکیه گاه های ارتجاعی موجود بوده و برای تیرهای چنددهانه از روشهای عددی استفاده می شود. در این مقاله، معادلات حاکم بر ارتعاش تیر دوهانه با تکیه گاه های ارتجاعی تحت ارتعاش آزاد استنتاج شده و ضرایب معادلات به کمک برنامه «Matla» محاسبه و نتایج حاصل از آن با نتایج به دست آمده از شبیه سازی آن در نرم افزار المان محدود ANSYS مقایسه شده اند و در نهایت تغییرات فرکانسهای طبیعی و مودهای ارتعاشی با تغییر سختی های تکیه گاهی و طول دهانه بررسی شده است. نتایج حاصل نشانگر آن است که تغییرات فرکانسها در مودهای اول و دوم برای سختی های پایین، روند صعودی به خود گرفته است و با افزایش سختی تقریبا ثابت باقی می ماند، اما در مودهای بالاتر به طور پیوسته با افزایش سختی مقدار فرکانس افزایش می یابد. همچنین از لحاظ عملکردی مشخص شد که تکیه گاه های الاستیکی در دهانه های برابر بهترین عملکرد را از خود نشان می دهند.

در این مقاله، فرکانس ارتعاش سازه عمرانی پل به دو صورت تجربی و شبیه سازی با استفاده از مکانیزم ارتعاش سنج لیزری مبتنی بر اثر دوپلری (LDV[i]) مورد مطالعه قرار گرفته است. محاسبات با استفاده از شبیه سازی سیمیولینک [ii] نرم افزار متلب [iii] و با بهره گیری از چیدمان تداخل سنجی جهت تجزیه پرتوی لیزر به دو بازوی مرجع و اندازه گیری انجام شده است. رفتار زمانی و فرکانسی سیگنال های دریافتی برای ارتعاش سازه پل با درنظر گرفتن تمام نوفه ها اعم از نوفه های اپتیکی، نوفه های مدارات الکتریکی و محیط آزمایش محاسبه شده است. همچنین در این مقاله، به منظور ساخت دستگاه ارتعاش سنج لیزری مبتنی بر اثر دوپلر، از چیدمان اپتیکی تداخل سنجی استفاده شده است. چیدمان مورد استفاده در این آزمایش از نوع چیدمان هموداین تداخل سنج مایکلسون [iv] است. لازم به ذکر است که در این چیدمان از مدار تفاضلی جهت کاهش نوفه ها در بخش الکترونیک دستگاه استفاده شده است. همچنین، با پردازش مناسب سیگنال ها و حذف کلیه نوفه های اپتیکی، الکتریکی و محیطی، فرکانس جسم مرتعش با دقت بالا بررسی شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان دهنده هم خوانی قابل قبولی بین نتایج حاصل از مطالعات شبیه سازی و تجربی است که این موضوع نشان دهنده دقت بالای دستگاه در اندازه گیری ها است.

مقدمه: ارتعاش دست- بازو نوعی ارتعاش موضعی است که اندام فوقانی را درگیر می کند. پیامدهای ناشی از این نوع ارتعاش شامل اختلالات عروقی، عصبی و اسکلتی- عضلانی است. هدف از انجام این پژوهش تعیین تاثیر دستگیره ضد ارتعاش ساخته شده توسط پژوهشگران بر فراوانی اختلالات عروقی و عصبی در کاربران سنگ سمباده دستی بود. به عبارت دیگر بررسی این موضوع که با استفاده از ابزارهای مستهلک کننده ارتعاش در وسایل برش و سمباده برقی دستی، تا چه مقدار می توان در پیشگیری از ایجاد شکایات و علایم مرتبط با ارتعاش دست- بازو مداخله نمود؟روش ها: این مطالعه بر روی 12 نفر از کاربران سنگ سمباده دستی در یکی از صنایع فلزی مربوط به تولید ماشین آلات خدمات شهری اصفهان انجام شد. نوع مطالعه تجربی و به صورت قبل- بعد بود. متغیرهای بالینی مورد بررسی شامل وجود یا عدم وجود بی حسی، سوزن سوزن شدن، رنگ پریدگی، خارش، ضعف، سردی، درد، کبودی و قرمزی در انگشتان یا دست بود که با استفاده از چک لیست و معاینه بررسی شد. اندازه گیری ارتعاش در 3 محور x، y و z مطابق با استاندارد ISO 5349-2003 انجام گردید. دستگیره ضد ارتعاش با توجه به وزن و فرکانس دستگاه سنگ سمباده طراحی و در مجموع از 9 قطعه مجزا ساخته شد. وزن این دستگیره 214 گرم بود. دستگیره به مدت یک هفته و به طور میانگین 3 ساعت ±20 دقیقه در یک نوبت کاری توسط کاربران مورد استفاده قرار گرفت. قبل و یک هفته بعد از استفاده از دستگیره ضد ارتعاش، کارگران از نظر بالینی و چک لیست مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج کیفی و کمی به ترتیب با آزمون های مک نمار و t زوجی و با استفاده از نرم افزار SPSS مورد تحلیل قرار گرفت.یافته ها: در آزمون مک نمار برای متغیرهای بالینی بی حسی P<0.01، سوزن سوزن شدن P<0.05، رنگ پریدگی P<0.01، خارش P<0.005 و درد P<0.005، به دست آمد که اختلاف معنی داری را نشان می داد. مقدار میانگین شتاب ارتعاش قبل از مداخله در سه جهت x، y و z به ترتیب 2.6m/s2، 3.8m/s2 و 3.4m/s2 بود که بعد از مداخله به 1.2m/s2، 1.8m/s2 و 2.1m/s2 کاهش یافت. بیشترین میزان کاهش موردی در محور z و به میزان 90 درصد مشاهده گردید. کاهش شتاب ارتعاش و رساندن آن به زیر 2 m/s2 باعث کاهش اختلالات عروقی و عصبی گردید. پس از یک هفته استفاده از دستگیره ضد ارتعاش علایم و شکایات بالینی به میزان ثابت رسید.نتیجه گیری: به طور کلی مقادیر به دست آمده نشان دهنده تاثیر مثبت دستگیره ضد ارتعاش در کاهش میزان اختلالات عروقی و عصبی و همچنین کاهش میزان ارتعاش انتقال یافته به دست می باشد. پژوهشگران استفاده از دستگیره های ضد ارتعاش با میزان میرایی ارتعاش به زیر 2 m/s2 را جهت کاهش عوارض عصبی عضلانی ناشی از ارتعاش دست- بازو پیشنهاد می کنند.

روش ­های گوناگون تحلیل دینامیکی سازه­ ها با مفهوم مدهای طبیعی سر و کار دارند و در ریاضیات به مدهای طبیعی اصطلاحا بردارهای مشخصه گفته می­ شود. روش مرسوم برای تعیین مدهای طبیعی یک سیستم حل مسئله مقادیر ویژه است. در این روش بر اساس ماتریس­ های سختی و جرم، ماتریس مشخصه ساخته می­ شود که با صفر قرار دادن دترمینان آن، فرکانس­2های طبیعی سیستم به ­دست می­ آید. با تعیین فرکانس­ ها، بردار مدهای ارتعاش ساخته می­ شوند. روشی که در این مقاله بیان می ­شود مبتنی بر تعیین مکان (مکان­هایی) است که در هر شکل مد، جابجایی آن (آن­ها) صفر است که به گره موسوم است. در واقع با این روش، یک سیستم با چند درجه آزادی در هر مد به چند سیستم با یک درجه آزادی تبدیل می­ شود که در محل گره­ های فرضی از یکدیگر جدا شده ­اند. جرم ­های سیستم­ های مزبور به­ طور هم­زمان، با یک فرکانس ارتعاش می­ کنند که همان فرکانس ارتعاش در مد مورد نظر است. هر فنری که بین دو جرم مجاور قرار دارد، در محل گره به دو فنر متوالی تفکیک می­ شود، به ­طوری که فنر اولیه دارای سختی معادل فنرهای متوالی (سری) است. این روش درک فیزیکی مناسبی برای مفهوم مد ارتعاش ارائه می­ کند. روش به ­کار رفته دقیق بوده و در برخی موارد، ساده و سریع­تر از روش مرسوم عمل می­ کند.

پیشتر روشی در موسسه تحقیقات CIRAD واقع در شهر مون پلیه - فرانسه برای اندازه گیری مدول الاستیسیته در جهت موازی الیاف با استفاده از ارتعاش آزاد یک تیر کوچک چوبی طراحی شده بود. این سیستم ارتعاشی بر پایه تئوری تیر تموشنکو تغییر شکل برشی را نیز مد نظر قرار داده و تخمینی بر مدول های برشی بدست می دهد. در ایران تحت نرم افزار MATLAB برنامه ریزی جدیدی انجام شد، به طوری که اندازه گیری مدول الاستیسیته طولی، مدول برشی و فاکتور میرایی ارتعاش به طور همزمان با یک بار آزمایش قابل اندازه گیری شدند. نتایج بدست آمده برای نمونه های چوبی سرو سیمین در ایران توسط سیستم جدید که ndt-lab نامیده شد، توسط دو سیستم آزمون، روی عینا همان نمونه ها مورد مقایسه قرار گرفتند: یکی نتایج حاصل از آزمون استاندارد خمش استاتیک در ایران و دیگری توسط سیستم مورد استفاده در موسسه تحقیقات CIRAD فرانسه. به دلیل اینکه فاکتور میرایی ارتعاش توسط آزمون استاندارد خمش استاتیک قابل اندازه گیری نبود، برای مقایسه نتایج از سیستم ارتعاش اجباری موجود در دانشگاه مون پلیه II فرانسه استفاده شد. خوشبختانه نتایج سیستم ایرانی ndt-lab تفاوت معنی داری با نتایج حاصل از دیگر آزمون های ذکر شده نداشت.

در فرآیند داخل تراشی با نسبت طول به قطر بیشتر از چهار به دلیل سفتی پایین ابزار، ارتعاش زیادی ایجاد می شود و کیفیت ماشینکاری سطح را پایین می آورد. به همین دلیل کنترل و کاهش ارتعاش ابزار داخل تراش همواره مورد توجه است. در این تحقیق ارتعاش جانبی یک ابزار داخل تراش با طول بلند مجهز به جاذب دینامیکی و تأثیر پارامترهای مختلف مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور ابتدا معادلات حاکم بر ارتعاش جانبی سیستم استخراج و با استفاده از روش مودهای فرضی حل می شود. سپس تأثیر وجود جاذب و پارامترهای اصلی آن همانند موقعیت جاذب، سفتی جاذب و طول جاذب بر روی ارتعاش ابزار داخل تراش مورد مطالعه قرار می گیرد و نتایج به صورت نمودارهایی ارائه می شوند. نتایج حاصل نشان می دهند که اضافه شدن جاذب باعث افزایش فرکانس طبیعی ابزار به مقدار 10 درصد می شود و هر چه جاذب به نوک ابزار نزدیک تر می شود عملکرد بهتری نشان می دهد. همچنین با افزایش سفتی فنر جاذب، بازه عملکرد پایدار داخل تراشی افزایش می یابد و ابزار در فرکانس های بالاتری شروع به ارتعاش می کند. علاوه بر آن با افزایش طول جاذب تا طول 175 میلی متر، فاصله بین دو فرکانس تشدید جاذب افزایش می یابد که نشان از افزایش ناحیه عملکرد پایدار و صلبیت دینامیکی بیشتر است و از طول های بیشتر از 175 میلی متر، این رفتار کاهشی می شود.

ارتعاش کامل و جزیی بدن باعث کاهش سلامتی مانند درد کمر و آسیب ستون فقرات می شود که می تواند از مواجهه با ارتعاش صندلی منتج شود. همچنین مواجهه با ارتعاش می تواند مزاحم سیستم عصبی مرکزی شده و بر سیستمهای گردش خون و ادرار تاثیر بگذارد. در این تحقیق، ارتعاشات صندلی تراکتور یونیورسال 650 ام و تاثیر آن بر راننده در 5 سطح دور موتور 1000، 1200، 1400، 1600 و 1800 در راستای عمودی و در حالت حمل و نقل بر روی جاده آسفالت بررسی گردید. همچنین مقادیر rms (جذر میانگین مربعات) شتاب و VDV (اندازه دوز ارتعاش) نیز اندازه گیری شد. نتیجه آزمایش ها نشان داد که فرکانس غالب ارتعاش در تمامی دورهای موتور در صندلی تراکتور برابر با دو برابر فرکانس دور موتور یا برابر با ضربات پیستون موتور در مرحله توان (انفجار سوخت در سیلندر) است و با افزایش دور موتور فرکانس ارتعاش صندلی افزایش می یابد. همچنین مقادیر شتاب برای دورهای آزمایشی از 1000 تا 1800rpm بترتیب 2.5, 2.4, 2.26, 1.93 و 3.65 m/s2 بود که روند افزایشی داشت. مقادیر VDV نیز در دورهای 1000 تا 1800rpm بترتیب 3.1, 2.74, 2.49, 2.34 و 4.29 m/s1.75 بدست آمد و نشان داد که با دور نسبت مستقیم دارد. با مقایسه این اعداد با استانداردها مدت زمانی که راننده می تواند در معرض ارتعاش قرار گیرد بدون آنکه به سلامتی وی خدشه ای وارد شود برای دورهای 1000، 1200، 1400، 1600 و 1800rpm بترتیب 4.72, 7.47, 11.1, 20.8 و 2.1 ساعت بود که نشان می داد زمان مواجهه برای دورهای بالای موتور باید کاهش یابد.

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.