Dynamic stability of slender columns with semi-rigid connections under periodic axial load: verification and examples



Título del documento: Dynamic stability of slender columns with semi-rigid connections under periodic axial load: verification and examples
Revista: Dyna (Medellín)
Base de datos:
Número de sistema: 000544016
ISSN: 0012-7353
Autores: 1
2
Instituciones: 1Ohio University, Estados Unidos
2National University, School of Mines, Medellin. Colombia
Año:
Periodo: May-Jun
Volumen: 81
Número: 185
Paginación: 66-72
País: Colombia
Idioma: Inglés
Resumen en español La estabilidad dinámica de una columna elástica prismática esbelta con conexiones semirrígidas en ambos extremos de rigidez idéntica y con desplazamiento lateral entre los dos extremos totalmente inhibido sujetos a cargas axiales paramétricas incluyendo los efectos combinados de inercia rotacional y amortiguación externas fue presentada en una publicación adjunta. Expresiones cerradas que se pueden utilizar para predecir las regiones inestabilidad dinámica de columnas esbeltas se desarrollan haciendo uso de la teoría de Floquet. Las ecuaciones propuestas son sencillas y fáciles de aplicar. La solución propuesta es capaz de capturar el fenómeno de estabilidad en columnas sometidas a cargas axiales periódicas utilizando un solo elemento de columna. El método propuesto y las ecuaciones correspondientes se pueden utilizar para investigar los efectos del amortiguamiento, la inercia rotacional de la columna, y las conexiones semirrígidas en el análisis de estabilidad de columnas esbeltas sometidas a cargas axiales periódicas. Estudios de sensibilidad presentados en esta publicación muestran los efectos de la inercia rotacional, el amortiguamiento y las conexiones semi-rígidas en la estabilidad dinámica de columnas sometidas a cargas axiales paramétricas. Los estudios analíticos indican que el comportamiento dinámico de columnas bajo carga periódica está fuertemente afectado por la rigidez a la flexión de las conexiones de los dos apoyos y por el amortiguamiento externo, pero no tanto por la inercia rotacional. Tres ejemplos se presentan en detalle y los resultados calculados se comparan con los reportados por otros investigadores.
Resumen en inglés The dynamic stability of an elastic prismatic slender column with semirigid connections at both ends of identical stiffness and with sidesway between the two ends totally inhibited, subject to parametric axial loads including the combined effects of rotary inertia and external damping was presented in a companion paper. Closed-form expressions that predict the dynamic instability regions of slender columns were developed by making use of Floquet's theory. The proposed equations are straightforward and simple to apply. The proposed solution is capable of capturing the phenomena of stability of columns under periodic axial loads using a single column element. The proposed method and corresponding equations can be used to investigate the effects of damping, rotary inertia and semirigid connections on the stability analysis of slender columns under periodically varying axial loads. Sensitivity studies are presented herein that show the effects of rotary inertia, damping and semirigid connections on the dynamic stability of columns under parametric axial loads. Analytical studies indicate that the dynamic behavior of columns under periodic loading is strongly affected by the flexural stiffness of the end connections and the external damping, but not so much by the rotary inertia. Three examples are presented in detail and the calculated results are compared with those reported by other researchers.
Palabras clave: Pandeo,
Columnas,
Análisis dinámico amortiguado,
Conexiones semirígidas,
Cargas paramétricas,
Cargas periódicas,
Estabilidad
Keyword: Buckling,
Columns,
Dynamic Analysis,
Damping,
Semi-Rigid Connections,
Parametric Loading,
Periodic Loading,
Stability
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