Vibration isolation using 3D cellular confinement system: A numerical investigation
ایزوله کردن ارتعاش با استفاده از سیستم محصورکننده سلولی سه بعدی: یک بررسی عددی
تعداد کلمات فارسی:7005 تعداد صفحات فارسی:31
تعداد صفحات انگلیسی:15
چکیده
این مقاله به بررسی عددی استفاده از سیستم‌های محصورکننده سلولی در ایزوله کردن ارتعاشات ناشی از ماشین آلات می‌پردازد. تحلیل عددی با استفاده از بسته تفاضل محدود فلک سه‌بعدی انجام شد. در درجه اول، مدل عددی با نتایج آزمایش‌های تشدید میدانی که بر روی بسترهای پی مسلح شده با و بدون سیستم‌های محصورکننده سلولی انجام شدند، معتبر شد. محصورکنندگی سلولی سه بعدی با استفاده از دو تکنیک به نام رویکرد کامپوزیت معادل (ECA) و رویکرد شکل لانه زنبوری (HSA) شبیه‌سازی شده است. کارایی ایزوله سازی سلول محصورکننده برحسب کاهش دامنه جابجایی، سرعت اوج ذرات و بهبود در قابلیت ارتجاعی بستر پی تعیین شد. طبق نتایج، کاهش ۵۶ درصد در دامنه جابجایی در حضور مسلح کننده ژئوسل مشاهده شد. به طور مشابه، 42 درصد تغییر فرکانس تشدید در مقایسه با شرایط غیرمسلح مشاهده شد. قابلیت ارتجاعی بستر پی تا ۱۰۲ درصد با گنجاندن ژئوسل بهبود یافت. علاوه بر این، مشاهده شد که مدل‌سازی ژئوسل از طریق رویکرد HSA، پیش‌بینی دقیق نتایج تجربی را ارائه می‌دهد. با کمک تکنیک HSA، اثر ناحیه محصور شده و ارتفاع ژئوسل در کاهش دامنه ارتعاش مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این، مطالعه پارامتری برای بررسی تأثیر ویژگی‌های مختلف ژئوسل بر رفتار دینامیکی بستر پی مسلح شده انجام شد. نتایج مطالعه پارامتری نشان داد که مدول ژئوسل و زاویه اصطکاک رابط به طور مستقیم بر عملکرد بستر مسلح شده با ژئوسل تحت شرایط بارگذاری دینامیکی تأثیر می‌گذارند.
ABSTRACT
This paper investigates numerically the potential use of cellular confinement systems in isolating the machine induced vibrations. The numerical analysis was carried out using the three dimensional explicit finite difference package FLAC3D. Primarily, the numerical model was validated with the results of field resonance tests, performed on the foundation beds reinforced with and without cellular confinement systems. The 3D cellular confinement was simulated using two techniques, namely, Equivalent Composite Approach (ECA), and Honeycomb Shape Approach (HSA). The isolation efficiency of the confined cell was determined in terms of the reduction in displacement amplitude, peak particle velocity, and the improvement in elasticity of the foundation bed. From the results, 56% reduction in displacement amplitude was observed in the presence of geocell reinforcement. Similarly, 42% change of resonant frequency was observed as compared to the unreinforced condition. The elasticity of the foundation bed was improved by 102% with the provisions of geocell. Further, it was noticed that the modelling of geocell through the HSA approach provided the accurate prediction of the experimental results. With the help of HSA technique, the effect of confinement area and the height of geocell in reducing the amplitude of vibration was investigated. Further, the parametric study was conducted to investigate the effect of different geocell properties on the dynamic behaviour of reinforced foundation bed. The parametric study results revealed that the geocell modulus and the interface friction angle directly influence the performance of geocell reinforced bed under dynamic loading condition.
Keywords:
Machine induced vibrations -Geocells -Vibration isolation-Block resonance test-FLAC Dynamic properties
دانلود رایگان مقاله انگلیسی
دانلود مقاله دات کام 
توضیحات محصول
Vibration isolation using 3D cellular confinement system: A numerical investigation
ایزوله کردن ارتعاش با استفاده از سیستم محصورکننده سلولی سه بعدی: یک بررسی عددی
تعداد کلمات فارسی:7005 تعداد صفحات فارسی:31
تعداد صفحات انگلیسی:15
چکیده
این مقاله به بررسی عددی استفاده از سیستم‌های محصورکننده سلولی در ایزوله کردن ارتعاشات ناشی از ماشین آلات می‌پردازد. تحلیل عددی با استفاده از بسته تفاضل محدود فلک سه‌بعدی[1] انجام شد. در درجه اول، مدل عددی با نتایج آزمایش‌های تشدید میدانی که بر روی بسترهای پی مسلح شده با و بدون سیستم‌های محصورکننده سلولی انجام شدند، معتبر شد. محصورکنندگی سلولی سه بعدی با استفاده از دو تکنیک به نام رویکرد کامپوزیت معادل ([2]ECA) و رویکرد شکل لانه زنبوری ([3]HSA) شبیه‌سازی شده است. کارایی ایزوله سازی سلول محصورکننده برحسب کاهش دامنه جابجایی، سرعت اوج ذرات و بهبود در قابلیت ارتجاعی بستر پی تعیین شد. طبق نتایج، کاهش ۵۶ درصد در دامنه جابجایی در حضور مسلح کننده ژئوسل مشاهده شد. به طور مشابه، 42 درصد تغییر فرکانس تشدید در مقایسه با شرایط غیرمسلح مشاهده شد. قابلیت ارتجاعی بستر پی تا ۱۰۲ درصد با گنجاندن ژئوسل بهبود یافت. علاوه بر این، مشاهده شد که مدل‌سازی ژئوسل از طریق رویکرد HSA، پیش‌بینی دقیق نتایج تجربی را ارائه می‌دهد. با کمک تکنیک HSA، اثر ناحیه محصور شده و ارتفاع ژئوسل در کاهش دامنه ارتعاش مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این، مطالعه پارامتری برای بررسی تأثیر ویژگی‌های مختلف ژئوسل بر رفتار دینامیکی بستر پی مسلح شده انجام شد. نتایج مطالعه پارامتری نشان داد که مدول ژئوسل و زاویه اصطکاک رابط به طور مستقیم بر عملکرد بستر مسلح شده با ژئوسل تحت شرایط بارگذاری دینامیکی تأثیر می‌گذارند.
ABSTRACT
This paper investigates numerically the potential use of cellular confinement systems in isolating the machine induced vibrations. The numerical analysis was carried out using the three dimensional explicit finite difference package FLAC3D. Primarily, the numerical model was validated with the results of field resonance tests, performed on the foundation beds reinforced with and without cellular confinement systems. The 3D cellular confinement was simulated using two techniques, namely, Equivalent Composite Approach (ECA), and Honeycomb Shape Approach (HSA). The isolation efficiency of the confined cell was determined in terms of the reduction in displacement amplitude, peak particle velocity, and the improvement in elasticity of the foundation bed. From the results, 56% reduction in displacement amplitude was observed in the presence of geocell reinforcement. Similarly, 42% change of resonant frequency was observed as compared to the unreinforced condition. The elasticity of the foundation bed was improved by 102% with the provisions of geocell. Further, it was noticed that the modelling of geocell through the HSA approach provided the accurate prediction of the experimental results. With the help of HSA technique, the effect of confinement area and the height of geocell in reducing the amplitude of vibration was investigated. Further, the parametric study was conducted to investigate the effect of different geocell properties on the dynamic behaviour of reinforced foundation bed. The parametric study results revealed that the geocell modulus and the interface friction angle directly influence the performance of geocell reinforced bed under dynamic loading condition.
Keywords:
Machine induced vibrations -Geocells -Vibration isolation-Block resonance test-FLAC Dynamic properties
دانلود رایگان مقاله انگلیسی