تحلیل دینامیکی و پایداری تیرهای رایلی مدرج تابعی متخلخل با حرکت طولی در محیط های رطوبتی-حرارتی-مغناطیسی

در این پژوهش، اثر میدان های رطوبتی-حرارتی-مغناطیسی بر دینامیک تیرهای مدرج تابعی متحرک محوری با درنظرگیری مدل های مختلف تخلخل مطالعه شده است. همچنین، مطالعات پارامتریک برای شفاف سازی اثرات فاکتور اینرسی دورانی، بستر ویسکوهیتنی، شاخص توانی مواد، نیروی پیرو و شرایط مرزی بر فرکانس های ارتعاشاتی و آستانه ناپایداری انجام شده اند. خواص مکانیکی به صورت عرضی طبق قانون توانی مدرج شده اند. مدل های مختلف تخلخل یکنواخت و غیریکنواخت درنظرگرفته شده اند. تیر در شرایط متغیر دمایی و رطوبتی ارتعاش می کند و تحت یک میدان مغناطیسی طولی خارجی قرار دارد. معادله دینامیکی سیستم براساس اصل تعمیم یافته همیلتون و فرضیات تئوری تیر رایلی استخراج شده است. با کمک روش گالرکین، مسئله مقدار ویژه حل شده است و مشخصات فرکانسی و مرزهای ناپایداری سیستم به صورت عددی مشخص شده اند. سرعت محوری مربوط به ناپایداری استاتیکی سیستم به صورت تحلیلی تعیین شده است. نتایج نشان داده اند که با افزایش تخلخل برای سیستم با توزیع تخلخل غیریکنواخت نوع اول، پایداری بهبود می یابد. مشاهده شده است که همانند اثرات محیط های رطوبتی-حرارتی، با افزایش شاخص توانی مواد مدرج، سرعت محوری بحرانی کاهش می یابد. اثبات شده است که با افزایش پارامتر اینرسی دورانی/اعمال میدان مغناطیسی، پایداری سیستم کاهش/افزایش می یابد. نتایج پژوهش حاضر می توانند برای طراحی سیستم های متحرک محوری غیرهمگن در محیط های پیچیده مفید باشند.

کلیدواژه ها:

مواد مدرج تابعی متخلخل ، ارتعاشات و پایداری ، سرعت محوری بحرانی ، بستر ویسکوهیتنی ، حرکت طولی