Analysis of amplitude-dependent damping and its application in numerical calculations | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2018. № 54. DOI: 10.17223/19988621/54/6

Analysis of amplitude-dependent damping and its application in numerical calculations

Digital twins are becoming an essential part of the product designing. In the rocket and space technology, a dynamic finite element model represents the important component of the digital twin. This model is required to be capable of predicting behavior of the structure under dynamic load with a reliable accuracy. At the same time, calculations of the design response with allowance for amplitude-dependent damping are impossible by the modern finite element software. This article presents the test results of flat aluminum alloy samples which are the time characteristics of free damped oscillations and amplitude-frequency characteristics of forced oscillations of samples. An analysis of test results was carried out using the existing methods for obtaining dependences of the dumping on the equivalent (von Mises) stress in the material. The paper describes a damping matrix formation for numerical calculations using constant damping coefficients. Also, the article proposes an iterative algorithm, which enables the application of amplitude-dependent damping coefficients in the harmonic analysis.

Download file
Counter downloads: 317

Keywords

finite element modeling, amplitude-dependent damping, stress state, vibration, конечно-элементное моделирование, амплитудно-зависимые демпфирования, напряжённое состояние, колебания

Authors

NameOrganizationE-mail
Kazakova Olga I.S.P. Korolev Rocket and Space Corporation «Energia»; Tomsk State Universityokazakova.rsc@gmail.com
Smolin Igor Yu.Institute of Strength Physics and Materials Science SB RAS; Tomsk State Universitysmolin@ispms.ru
Bezmozgiy Iosif M.S.P. Korolev Rocket and Space Corporation «Energia»; Tomsk State Universityibezmozgiy@yandex.ru
Всего: 3

References

Шорр Б.Ф., Серебряков Н.Н. Расчетно-экспериментальный анализ амплитудно-зависимых характеристик демпфирования в деталях и материалах // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2011. № 3. С. 91-99.
Матвеев В.В. Демпфирование колебаний деформируемых тел. Киев: Наукова думка, 1985. 264 с.
Вибрации в технике: Справочник: в 6 т. Т. 2. Колебания нелинейных механических систем / под ред. И.И. Блехмана. М.: Машиностроение, 1979. 351 с.
Elliott S.J., Ghandchi TehraniM.,LangleyR.S. Nonlinear damping and quasi-linear modeling // Philos. Trans. R. Soc. A-Math. Phys. Eng. Sci. 2015. V. 373. No. 20140402. P. 1-30. DOI: 10.1098/rsta.2014.0402.
Khan S.U., Li C.Y., Siddiqui N.A., Kim J.-K. Vibration damping characteristics of carbon fiber-reinforced composites containing multi-walled carbon nanotubes // Compos. Sci. Technol. 2011. V. 71. P. 1486-1494. DOI: 10.1016/j.compscitech.2011.03.022.
Вибропоглощающие свойства конструкционных материалов: справочник / Г.С. Писаренко, А.П. Яковлев, В.В. Матвеев. Киев: Наукова думка, 1971. 375 с.
Давиденков Н.Н. О рассеянии энергии при вибрациях // Журн. техн. физики. 1938. Т. 8. Вып. 6. С. 438-499.
Писаренко Г.С. Рассеяние энергии при механических колебаниях. Киев: Изд-во АН УССР, 1962. 436 с.
ANSYS® Mechanical APDL, Release 18.1, Help System, Structural Analysis Guide, ANSYS, Inc.
Виброиспытания космических аппаратов / Б.П. Соустин, Н.А. Тестоедов, А.Г. Рудомёткин, А.В. Алькин. Новосибриск: Наука, 2000. 175 с.
Цифровой двойник - элемент, которого так не хватало! // CAD/CAM/CAE Observer. 2017. № 6(114). С. 56. URL: http://www.cadcamcae.lv/N114/56.pdf (дата обращения: 10.05.2018).
Никоноров А., Шишмарев А. Цифровой двойник // Сибирская нефть. 2017. № 3/140. С. 44-49. URL: http://www.gazprom-neft.ru/press-center/sibneft-online/archive/2017-april/ 1119180/ (дата обращения: 10.05.2018).
 Analysis of amplitude-dependent damping and its application in numerical calculations | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2018. № 54. DOI: 10.17223/19988621/54/6

Analysis of amplitude-dependent damping and its application in numerical calculations | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2018. № 54. DOI: 10.17223/19988621/54/6

Download full-text version
Counter downloads: 744