نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد

2 عضو هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس

10.22068/jstc.2020.121449.1637

چکیده

در این مقاله، باهدف بهبود عملکرد سیستم‌های بایژیروسکوپیک، ارتعاشات و پایداری یک تیر مدرج محوری با جفت حرکت‌های محوری و دورانی تحت بارمحوری مطالعه شده است. همچنین، یک مطالعه پارامتریک مفصل به‌منظور توضیح اثر فاکتورهای کلیدی مختلف مانند نرخ درجه‌بندی محوری مواد، نوع توزیع مواد، ضریب ویسکوزیته، چرخش و حرکت عبوری کوپل بر مشخصات دینامیکی سیستم انجام‌شده است. فرض شده است مشخصات مادی سیستم در راستای طولی به‌صورت خطی یا نمایی تغییر می‌کنند. با استفاده از تکنیک گسسته سازی گالرکین و تحلیل مقدار ویژه، سرعت‌های محوری و چرخشی بحرانی سیستم به دست می‌آیند. یک روش تحلیلی نیز برای شناسایی آستانه‌های ناپایداری سیستم به‌کاربرده شده است. نقشه‌های پایداری سیستم آزموده شدند و برای اولین بار در این مقاله نشان داده‌شده است که با تنظیم صحیح درجه‌بندی محوری مواد می‌توان روند تکامل پایداری سیستم را تغییر داد. نتیجه شده است که تغییرات پارامترهای گرادیان چگالی و مدول الاستیک اثرهای متضاد بر محدوده‌های دایورژنس و فلاتر سیستم دارند. همچنین نتایج نشان داده‌اند که با تعیین هم‌زمان گرادیان چگالی و مدول الاستیک در راستای طولی می‌توان اثرات ناپایدارکننده نیروی محوری فشاری را تقلیل داد..

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Parametric investigation of dynamics of beams made of FG material with longitudinal and whirling movements exposed to axial forces

نویسنده [English]

  • ali Forooghi 1

1 Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University

2 Faculty Member of Tarbiat Modares University

چکیده [English]

To improve the performance of the bi-gyroscopic systems, vibration and stability of an axially graded beam with both axial and rotational motion subjected to axial load have been studied. In addition, a detailed parametric study was performed to explain the effect of various key factors such as range of axial graded of materials, type of material distribution, viscosity coefficient, rotation and axial motion on the dynamic of the system. It was assumed that the material properties of the system change linearly or exponentially in the longitudinal direction. The critical axial and rotational speeds of the system were obtained by using the Galerkin discretization technique and eigenvalue analysis. An analytical method was used to identify system instability thresholds. The stability graphs were inspected. For the first time in this paper, it was verified that the stability evolution of the structure could be changed by properly regulating the axial graded of the material. It was concluded that changes in density gradient parameters and elastic modulus have opposite effects on the divergence and flutter boundaries of the system. Also, the destabilizing influences of compressive axial load can be reduced by determining the density gradient and elastic modulus in the longitudinal direction, simultaneously.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Axially moving and rotational beam
  • Axially functionally graded material
  • Coupled vibrations
  • Divergence and flutter
  • Stability map