Regular Article

Damped dynamic response of strengthened beams by composite coats under moving force by FEM

Réponse dynamique amortie des poutres renforcées par des couches en composites sous une force mobile en utilisant la MEF

¹ Département de génie mécanique, Laboratoire de Mécanique Industrielle, Université Badji Mokhtar, BP 12, Annaba 23000, Algérie
² Université de Lorraine, LEM3-Metz, Ile du Saulcy, 57045 Metz, France
³ Laboratoire Sols-Matériaux-Structures Intégrité et Durabilité INSA, 69100 Villeurbanne Lyon, France
⁴ Laboratoire de Mécanique, Biomécanique, Polymère, Structures (LaBPS)-ENIM, 57078 Metz, France

^* e-mail: chem_nacer@yahoo.fr

Received: 11 May 2017
Accepted: 16 May 2018

Abstract

This paper presents a numerical study of the free and damped forced vibration of simply-supported beams with composite coats subjected to a moving load by use of finite elements method. Three types of beam configurations, aluminum, composite and strengthened beam are investigated. The equation of motion of the beam is solved using the modal superposition method and integrated by applying the Newmark time integration procedure. Good agreements were achieved between the FEM and analytical solutions. The damped dynamic response, critical velocities and the dynamic amplification factor of the beam are calculated for different parameters such as the thickness ratio, the fiber orientation of the coat and damping ratio.

Résumé

Cet article présente une étude numérique des vibrations libres et forces amorties des poutres simplement appuyées avec des couches composites soumises à une force en mouvement en utilisant la méthode des éléments finis. Trois types de configurations de poutre sont étudiés, poutre en aluminium, en composite et poutre renforcée par matériaux composites. L’équation du mouvement de la poutre est résolue en utilisant la méthode de superposition modale et elle est intégrée en appliquant la technique de Newmark. De bons accords ont été conclus entre la MEF et les solutions analytiques. La réponse dynamique amortie, les vitesses critiques et le facteur d’amplification dynamique de la poutre sont calculés pour différents paramètres tels que le rapport d’épaisseur, l’orientation des fibres de la couche et le rapport d’amortissement.