بررسی رفتار دینامیک غیرخطی و آشوبناک نوسانگر متصل به آلیاژ حافظه دار

پاسخ دینامیکی سیستم های متصل به آلیاژهای حافظه دار در اغلب موارد رفتار پیچیده ای است که ناشی از خصوصیات ذاتی غیرخطی آنها است. ویژگی های اساسی آلیاژهای حافظه دار مرتبط با رفتار مستهلک شونده و تغییر گسترده در خواص مکانیکی آنها است که به ترتیب ناشی از حلقه های هیسترزیس و استحاله فاز مارتنزیتی است. این خصوصیات منحصربه فرد موجب جلب توجه محققان بسیاری در زمینه های مختلف مهندسی از پزشکی تا هوافضا شده است. یکی از پاسخ های دریافتی از سیستم های متصل به آلیاژهای حافظه دار، رفتار آشوبناک است که منجر به تغییرات گسترده ای در رفتار سیستم می شود. علاوه بر آن، این گونه سیستم ها دارای حساسیت بالایی نسبت به شرایط اولیه هستند، لذا تحلیل آنها با هدف طراحی مناسب بسیار حایز اهمیت است. این مقاله به بررسی رفتار دینامیک غیرخطی و آشوبناک نوسانگر یک درجه آزادی، متصل به آلیاژ حافظه دار، در دمای کاری ثابت و حوزه سوپرالاستیک می پردازد. نیروی اعمالی توسط آلیاژ حافظه دار به وسیله مدل ساختاری برینسون استخراج می شود. از ترکیب معادلات ساختاری آلیاژ حافظه دار و روابط دینامیکی و سینماتیکی حاکم بر سامانه معادله حرکت به دست آمده و با استفاده از روش رانگ- کوتای مرتبه چهار حل می شود. ارتعاشات آزاد و اجباری سامانه تحت تاثیر نیروی تحریک هارمونیک و در گستره وسیعی از فرکانس های تحریک بررسی و در قالب مثال های عددی متنوع ارایه می شوند. ابزارهای شناخت آشوب همچون نمودارهای صفحه فاز، پاسخ زمانی، پاسخ فرکانسی، نمای لیاپانوف و نگاشت پوانکاره برای تعیین نوع حرکت به کار گرفته می شوند. شبیه سازی های عددی انواع گسترده ای از پاسخ های تناوبی، شبه تناوبی و آشوبناک را به ازای مقادیر مشخصی از فرکانس های تحریک نشان می دهند که دلیلی بر اهمیت درک مناسب رفتار این گونه سیستم ها است.

کلیدواژه ها:

Shape Memory Alloy ، ۱DoF Oscillator ، Nonlinear Dynamics ، Chaotic Behavior ، آلیاژ حافظه دار ، نوسانگر یک درجه آزادی ، دینامیک غیرخطی ، رفتار آشوبناک