محاسبه ممان اینرسی بر اساس روش آونگ پیچشی در سه حوزه زمان، فرکانس و زمان - فرکانس

رضا رستگار¹ مسعود مسیبی² علیرضا مختاری³

1) دانشجوی کارشناسی ارشد هوافضا گرایش سازه، دانشگاه صنعتی مالک اشتر،
2) استادیار دانشگاه صنعتی مالک
3) دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی مالک

محل انتشار : ششمین کنفرانس بین المللی علوم و مهندسی(6icesconf.com)
چکیده :
اساس عملکرد دستگاه آونگ پيچشي، بر اساس يک میله الاستیک پیچشی است که به‌صورت دوراني نوسان مي‌کند و یک میز دوار بر روی آن نصب می‌شود. با نصب جسم بر روی میز و چرخش اجباری اولیه میز و رها کردن آن، پريود نوسانات دورانی میز اندازه‌گيري شده و توسط روابط مربوطه می‌توان گشتاور اینرسی را بدست آورد. با استفاده از ياتاقان‌هاي کم اصطکاک، می‌توان حرکت اين عضو چرخشي را به دوران خالص تبديل نمود.لازم به ذکر است که اندازه‌گيري گشتاور اينرسي جسم موردنظر، براساس تغيير فرکانس طبيعي نوسان‌هاي آونگ پيچشي، درنتيجه اضافه ‌شدن جرم قطعه تحت آزمون صورت مي‌گيرد. برای محاسبه ممان اینرسی در حوزه زمان و حوزه فرکانس از یک مدل خطی استفاده شد در حالی که برای محاسبه ممان اینرسی و پارامترهای دینامیکی غیر خطی ناشی از نیروی بازگشتی و میرایی میله پیچشی در حوزه زمان- فرکانس از یک مدل غیرخطی، با استفاده از یک عملگر انتگرالی ریاضی به نام تبدیل هیلبرت HHT و روش تجزیه تجربی مودی به نام EMD استفاده گردید. در آخر ممان اینرسی بدست آمده از هر سه حوزه با ممان اینرسی که به صورت تئوری بدست آمده مقایسه گردید و خطای اندازه¬گیری هریک از سه روش با یکدیگر مقایسه شد. نتایج بدست آمده از هر سه حوزه نشان می¬دهد که حوزه زمان- فرکانس به دلیل در نظرگرفتن پارامترهای غیرخطی میله پیچشی موجود در دستگاه اندازه¬گیری ممان اینرسی نسبت به دو حوزه دیگر از درصد خطای کمتری برخوردار می¬باشد همچنین از همگرایی بالاتری برای تخمین دقیق پارامترهای دینامیکی در مودهای بالا برخوردار است.
کلمات کلیدی : آونگ پیچشی تبدیل هیلبرت تجزیه تجربی مودی تبدیل فوریه زمان کوتاه