ارتعاشات وابسته به اندازه میکروتیرهای رایلی چرخان با سطح مقطع متغیر در محیط های پیچیده

برای اولین بار در پژوهش حاضر، ارتعاشات ماکرو/میکروتیرهای چرخان محاط شده در بستر وینکلر-پاسترناک با سطح مقطع متغیر و شرایط مرزی مختلف در محیط های رطوبتی-حرارتی-مغناطیسی تحت نیروهای محوری و پیرو براساس مدل تیر رایلی مطالعه شده است. در این پژوهش، یک مطالعه پارامتریک برای شفاف سازی اثرات پارامترهای مختلف مانند شرایط مرزی، پروفیل سطح مقطع، ضرایب بستر، فاکتور اینرسی دورانی، شرایط محیطی و اثرات وابسته به اندازه بر فرکانس های طبیعی ارتعاشاتی سیستم انجام شده است. برای مدل سازی سیستم از تئوری تنش کوپل استفاده شده است. ابتدا معادله دینامیکی سیستم با کمک اصل همیلتون استخراج شده است. برای گسسته سازی معادله دینامیکی، از روش گالرکین استفاده شده است و با حل مسئله مقدار ویژه، فرکانس های طبیعی سیستم به دست آمده اند. نتایج پژوهش حاضر با نتایج ارائه شده در ادبیات فنی مقایسه و اعتبارسنجی شده اند. نتایج نشان داده اند که در محیط های دما-بالا و دما-پایین، سیستم رفتار دینامیکی متفاوتی دارد. مشاهده شده است که در مقایسه با تئوری اویلر-برنولی، فرکانس های تیر رایلی مقادیر کمتری دارند. همچنین مشاهده شده است که برعکس اثرات نیروهای محوری و پیرو، افزایش ضرایب الاستیک و برشی بستر باعث بهبود رفتار دینامیکی سیستم می شود. ضمنا، با افزایش پارامتر نسبت عرضی، فرکانس های ارتعاشاتی سازه افزایش می یابند. نتایج پژوهش حاضر می تواند در طراحی سازه های پیشرفته مانند میکروتوربین ها و میکروموتورها مفید باشند.

کلیدواژه ها:

میکروتیرچرخان ، سطح مقطع غیریکنواخت ، مدل تیر رایلی ، بستر وینکلر-پاسترناک ، نیروهای محوری و پیرو