Vibration energy flow in ribbed plates

Abstract

The paper presents obtained from literature review formulations on structural intensity calculations. The formulas involve the loads (forces and moments) and strains (linear and angular) which enabled the evaluation of structural surface intensity for beams, shells and plates considered here as simple constructional elements. The numerical method of intensity evaluation was based on complex modal analysis with use of finite element method. There are presented results of the calculations which lead to the assessment of distribution of structural intensity vectors on the surface of simply supported, ribbed rectangular steel plate. The model included the source of vibrations (force excitation) and sink of energy (damper) with known position of application. The changes of finite elements grid density enabled detailed analysis of total vibration energy flow in analysed plate. Such solved problem was intended to show the usability of structure surface intensity method in diagnostics of joints in mechanical constructions.

W pracy przedstawiono zależności służące do obliczeń natężenia dźwięków strukturalnych, uzyskane na podstawie danych literaturowych. Podane zależności wiążące natężenie dźwięków strukturalnych z odkształceniami (liniowymi i kątowymi) oraz obciążeniami (siłami i momentami) belek i płyt pozwalają wyznaczyć wartości składowych wektora natężenia dla typowych jedno- i dwuwymiarowych elementów konstrukcyjnych. Omówiono metodę wyznaczania wartości natężenia na podstawie zespolonych parametrów modalnych uzyskiwanych za pomocą analizy modalnej z zastosowaniem metody elementów skończonych. Podano przykład obliczeniowy, którego celem było wyznaczenie rozkładu wartości wektora natężenia dla użebrowanej płyty prostokątnej swobodnie podpartej na obrzeżu. W modelu przyjęto siłę wymuszającą o charakterze sinusoidalnym oraz tłumik dynamiczny o zadanej charakterystyce tłumienia. Rozwiązanie problemu badawczego pomogło stwierdzić, czy metoda natężeniowa jest przydatna do diagnostyki miejsc połączeń elementów konstrukcji mechanicznych.