کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB

کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB

مقدمه کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB:

با گذر زمان شاهد تغییرات قابل‌ملاحظه‌ای در سبک زندگی مردم، و متناسب با درک مخاطره‌ها و فرصت‌ها، شاهد ساخت سازه‌های بزرگ و پیچیده در قرن اخیر هستیم. بالطبع تغییر در جوامع انسانی مستلزم بوجود آمدن تسهیلات و ساخت سازه‌هایی نظیر برج‌ها، پل‌ها، سدها، دکل‌های مخابراتی، دودکش‌ها و غیره برای زندگی در کنار یکدیگر است.

این قبیل سازه‌ها در طول عمر خود در معرض انواع مختلف بارها قرار میگیرند که میتوان در دو دسته کلی استاتیکی و دینامیکی جای داد. در عمل باری که به سازه وارد می‌شود کاملاً استاتیکی نیست.

با توجه به دخیل بودن عامل زمان در حین اعمال بار به سازه و ماهیت طبیعی عالم خاکی، برای تحلیل دقیق این سازهها باید عامل زمان در اعمال بار را در تحلیل لحاظ کرد. بنابراین، اکثر ماشین‌ها و سازه‌های مهندسی تا حدودی ارتعاش را تجربه میکنند و طراحی آن‌ها نیز بالطبع نیازمند ملاحظات رفتار نوسانی است.
با توجه به این‌که روش‌های دینامیکی روش‌های پیچیده و در اکثر مواقع مستلزم محاسبات عددی پیچیدهای است، رایانه به‌عنوان وسیله محاسباتی با سرعت بالا توجه مهندسان را به خود جلب کرده است و مهندسان و شرکت‌های مهندسی سعی در تدوین و ایجاد نرم‌افزارهایی که قابلیت تحلیل سیستم‌های دینامیکی را دارا باشند کردهاند.

دراین‌بین نرم‌افزار متلب (MATLAB) به‌عنوان ابزاری قدرتمند در عرصه محاسبات عددی و پیچیده ریاضی چند دههای است که جلوه نموده و پیشتاز است.

در کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB سعی شده مباحث پایه دینامیک سازه‌ها پوشش داده‌شده و توضیحات اجمالی برای هر مبحث آورده شود. با توجه به فراگیری علم دینامیک سازه‌ها، بدون دارا بودن توانایی در کاربرد آن و فقدان منبع منسجم به زبان فارسی در زمینه کاربرد نرم‌افزار متلب در دینامیک سازه ها و عدم آشنایی دانشجویان مهندسی عمران با دستورات مربوط، عمده تلاش در این کتاب به ارائه مثال‌های کاربردی دینامیک سازه‌ها در محیط متلب متمرکزشده است.

فهرست کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB:

مقدمه کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB

فصل اول کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB/ مفاهیم بنیادی دینامیک سازه‌ها

۱‏-‏۱- انواع مختلف بارهای دینامیک
۱‏-‏۲- تفاوت بین مسائل دینامیک و استاتیکی
۱‏-‏۳- ‏‏‏ارتعاشات
۱‏-‏۴- تعیین معادلات حرکت سیستم یک‌درجه‌آزادی
۱‏-‏۴-‏‏۱- تعیین معادله حرکت بر اساس قانون دوم نیوتن
۱‏-‏۴-‏‏۲- روش تعادل دینامیکی بر اساس اصل دالامبر
۱‏-‏۴-‏‏۳- اصل کار مجازی
۱‏-‏۴-‏‏۴- روش انرژی
‏۱-‏۴‏-‏۴‏-‏۱- انرژی نوسانگر هارمونیک ساده
۱‏-‏۴-‏‏۵- اصل همیلتون
۱‏-‏۵- سیستم‌های یک‌درجه‌آزادی تعمیم‌یافته
۱‏-‏۵-‏‏۱- سیستم با پارامترهای گسسته
۱‏-‏۵-‏‏۲- سیستم با پارامترهای پیوسته

فصل دوم کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB/ ارتعاش‌آزاد سیستم‌های یک‌درجه‌آزادی

۲-‏۱- میرایی
۲-‏۲- ارتعاش‌آزاد سیستم‌های یک‌درجه‌آزادی بدون میرایی
۲‏-‏۳- ارتعاش‌آزاد میرا
۲‏-‏۳-‏‏۱- سیستم با میرایی بحرانی
۲‏-‏۳-‏‏۲- سیستم با میرایی زیربحرانی
۲‏-‏۳-‏‏۳- سیستم با میرایی فوق‌بحرانی
۲‏-‏۴- کاهش لگاریتمی (استهلاک ارتعاش)
۲‏-‏۵- اتلاف انرژی در میرایی ویسکوز
۲‏-‏۶- میرایی هیسترزیس
۲‏-‏۷- میرایی کولمب (میرایی اصطکاک خشک)

فصل سوم کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB/ سیـستم‌های یک‌درجه‌آزادی تحت بارگذاری یکنواخت و هارمونیک

۳‏-‏۱- سیستم‌های نامیرا تحت نیروی یکنواخت
۳‏-‏۲- سیستم‌های میرا تحت نیروی یکنواخت
۳‏-‏۳- سیستم‌های نامیرا تحت نیروی هارمونیک
۳‏-‏۴- تشدید
۳‏-‏۵- ضربان
۳‏-‏۶- سیستم‌های میرا تحت بارگذاری هارمونیک
۳‏-‏۶-‏‏۱- فرکانس‌های تشدید و پاسخ‌های تشدید
‏۳-‏۷- بارهای وابسته به فرکانس
۳‏-‏۸- انتقال نیرو و مجزاسازی ارتعاش
‏۳-‏۹- ارتعاش پایه
۳‏-‏۹-‏‏۱- ارتعاش پایه به‌صورت جابجایی
۳‏-‏۹-‏‏۲- تحریک پایه به‌صورت شتاب
‏۳-‏۱۰- ارزیابی میرایی
۳‏-‏۱۰-‏‏۱- استهلاک ارتعاش‌آزاد
۳‏-‏۱۰-‏‏۲- آزمایش تشدید
۳‏-‏۱۰-‏‏۳- روش نیم‌توان

فصل چهارم کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB/ سیستم‌های یک‌درجه‌آزادی تـحت بـارگـذاری ضربـه‌ای

۴‏-‏۱- سیستم‌های نامیرا تحت ضربه مستطیلی
۴‏-‏۲- سیستم‌های نامیرا تحت ضربه مثلثی
‏۴-‏۳- سیستم‌های نامیرا تحت ضربه نیم‌سینوسی
۴‏-‏۴- طیف جابجایی تحت بار ضربه
۴‏-‏۵- تحلیل تقریبی برای بار ضربه‌ای کوتاه‌مدت
۴‏-‏۶- انتگرال دوهامل
‏۴-‏۷- کاربرد تابع STEP در سیستم‌های یک‌درجه‌آزادی

فصل پنجم کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB/ پاسـخ دینامیکی سازه‌ها با استفاده از روش‌های عددی

۵‏-‏۱- روش‌های گامبندی زمانی
۵‏-‏۲- انواع روش‌های گامبندی زمانی
۵‏-‏۲-‏‏۱- درون‌یابی تابع تحریک
۵‏-‏۲-‏‏۲- انتگرال‌گیری مستقیم معادله حرکت
۵‏-‏۲-‏‏۳- روش‌های گام واحد
۵‏-‏۲-‏‏۴- روش‌های شتاب مفروض
۵‏-‏۲-‏‏۵- روش شتاب مفروض
۵‏-‏۲-‏‏۶- روش‌های گامبندی
۵‏-‏۲-‏‏۷- روش پایدار مشروط
۵‏-‏۳- پاسخ به تحریک پایه
۵‏-‏۴- روند ویلسون (توصیه شده)
۵‏-‏۴-‏‏۱- ارتعاش آزاد میرا به دلیل شرایط اولیه
۵‏-‏۴-‏‏۲- جواب عمومی تحت بارگذاری تصادفی
۵‏-‏۵- پاسخ سیستم یکدرجهآزادی الاستو-پلاستیک
۵‏-‏۶- طیف پاسخ با انتگرال عددی
۵‏-‏۷- روش عددی برای ارزیابی انتگرال دوهامل
۵‏-‏۷-‏‏۱- برای یک سیستم نامیرا
۵‏-‏۷-‏‏۲- برای سیستم با میرایی زیربحرانی
۵‏-‏۸- انتخاب روش انتگرال‌گیری مستقیم

فصل ششم کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB/ سیستم‌های دو‌درجه‌آزادی

۶‏-‏۱- ارتعاش‌آزاد سیستم دو‌درجه‌آزادی بدون میرایی
‏۶-‏۱-‏‏۱- تعیین ماتریس‌های ضرایب به روش سختی و نرمی
۶‏-‏۱-‏‏۲- سیستم دو‌درجه‌آزادی نامیرا تحت نیروی هارمونیک
‏۶-‏۲- سیستم دو‌درجه‌آزادی میرا (ارتعاش‌آزاد و واداشته)

فصل هفتم کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB/ ارتعاش سیستم‌های چند‌درجه‌آزادی

۷‏-‏۱- مدل‌سازی سیستم پیوسته به‌صورت چند‌درجه‌آزادی
۷‏-‏۲- مشخصات الاستیک سیستم‌های چند‌درجه‌آزادی
۷‏-‏۲-‏‏۱- نرمی
۷‏-‏۲-‏‏۲- سختی
۷‏-‏۲-‏‏۳- اینرسی
۷‏-‏۲-‏‏۴- میرایی ویسکوز
۷‏-‏۳- ارتعاش‌آزاد سیستم‌های چند‌درجه‌آزادی نامیرا
۷‏-‏۴- قانون بتی
۷‏-‏۵- اصل تعامد اشکال مودی
۷‏-‏۶- تغییر مختصات (تبدیل معکوس)
۷‏-‏۷- نرمال کردن مودها
۷‏-‏۸- تراکم استاتیکی ماتریس سختی
۷‏-‏۹- معادلات مودال برای تحلیل سیستم نامیرا تحت نیروی وابسته به زمان
۷‏-‏۱۰- معادلات مودال ارتعاش واداشته میرا

فصل هشتم کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB/ کنترل سازه‌ها

۸‏-‏۱- کنترل فعال ساختمان چندطبقه با استفاده از تاندون‌های فعال
‏۸-‏۱-‏‏۱- معادلات حرکت کنترل لرزه‌ای با استفاده از میراگر‌های جرمی فعال
۸‏-‏۱-‏‏۲- معادلات حرکت سازه ‌کنترل‌شده به شکل معادلات حالت
۸‏-‏۱-‏‏۳- قانون بازخورد و طراحی کنترلر
۸‏-‏۱-‏‏۴- حل معادله حالت
۸‏-‏۱-‏‏۵- الگوریتم‌های کنترل
۸‏-‏۱‏-‏۵‏-‏۱- الگوریتم اختصاص قطب‌ها
۸‏-‏۱-‏‏۶- بهینه‌سازی با ازدحام ذرات (PSO)
۸‏-‏۱-‏‏۷- کنترل منطق فازی
۸‏-‏۲- میراگرهای هیدرولیکی و اصول عملکردی آن
۸‏-‏۳- میراگرهای مغناطیسی و اصول عملکردی آن
۸‏-‏۴- مثال ۱: کنترل ساختمان‌های نامنظم با میراگر جرمی ‌تنظیم‌شده دوقلو
۸‏-‏۵- مثال ۲: کنترل ساختمان با جداگرهای لرزه‌ای همراه با آلیاژ‌های حافظه‌دار
۸‏-‏۶- مثال ۳: کنترل سازه سهبعدی با در نظر گرفتن اندرکنش خاک-سازه

منابع و مآخذ کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB

کتاب دینامیک سازه‌ها و کنترل ارتعاشات با MATLAB