مطالعه تأثیر گرادیان طولی مواد بر ارتعاشات سیستم‌های متحرک محوری

نویسندگان

1 مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

2 مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

3 مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

doi
10.22060/mej.2020.17295.6567
چکیده

برای اولین بار، ارتعاشات و پایداری تیرهای رایلی متحرک مدرج محوری با هدف بهبود کارایی سیستم‌های متحرک عبوری مطالعه شده است. همچنین، یک مطالعه مقایسه‌ای مفصل برای روشن‌کردن اثر پارامترهای مختلف مانند درجه‌بندی محوری مواد و اینرسی دورانی بر مرزهای پایداری تیرهای رایلی و اویلر- برنولی انجام شده است. فرض شده است که مشخصات مادی سیستم به‌طور پیوسته در راستای طولی به‌صورت خطی یا نمایی تغییر می‌کنند. روش گسسته‌سازی گالرکین و همچنین مسئله مقدار ویژه به‌کاربرده شده‌اند تا فرکانس‌های طبیعی، پیکربندی دینامیکی، آستانه‌های ناپایداری فلاتر و دایورژانس سیستم محاسبه شوند. همچنین روابط تحلیلی برای سرعت بحرانی سیستم به‌دست‌آمده‌اند. نقشه‌های پایداری و کانتورهای سرعت بحرانی برحسب توزیع‌های مختلف مورد آزمون قرارگفته‌اند. ضمنا نشان داده شد که در حالت چگالی و مدول الاستیک متغیر، به ترتیب تغییرات نمایی و خطی منجر به سیستم پایدارتر می‌شوند. همچنین نتایج نشان دادند که کاهش پارامتر گرادیان چگالی و یا افزایش پارامتر گرادیان مدول الاستیک، فرکانس طبیعی سیستم را افزایش می‌دهد و محدوده‌های پایداری را گسترش می‌دهد، بنابراین تغییرات پارامترهای گرادیان چگالی و مدول الاستیک، نقش‌های متضاد در رفتار دینامیکی سیستم دارند. نتایج پژوهش حاضر برای طراحی و بهینه‌سازی سازه‌های متحرک محوری غیرهمگن سرعت بالا می‌تواند مفید باشد.