تحلیل ارتعاشی پره میکرو توربین با استفاده از نظریه کوپل تنش اصلاح شده

پیشرفت های اخیر در فناوری های میکرو نیاز به توسعه مدل های نظری دقیق برای پیش بینی رفتار دینامیکی سیستم های میکرو در حال چرخش را ایجاد کرده است. در این مقاله رفتار ارتعاش عرضی پره یک میکرو توربین با استفاده از تئوری کوپل تنش اصلاح شده (MCST) بررسی می شود. در ابتدا پره ی میکرو توربین به صورت یک تیر یک سر گیردار چرخان مدلسازی می شود. سپس انرژی جنبشی و پتانسیل تیر محاسبه شده و به کمک اصل همیلتون، معادله حاکم بر ارتعاش و شرایط مرزی تیر چرخان استخراج می شود. در ادامه فرکانس های طبیعی سیستم با استفاده از روش نیمه تحلیلی ریلی-ریتز محاسبه و نتایج با توجه به نتایج دیگر پژوهش ها اعتبار سنجی می شود. در انتها تاثیر پارامتر اثر اندازه بر سه فرکانس طبیعی اول در سرعت چرخش های مختلف مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که با افزایش پارامتر اثر اندازه فرکانس های طبیعی میکرو پره به طور قابل توجهی افزایش پیدا می کند. نتایج این پژوهش علاوه بر طراحی میکرو توربین ها می تواند در طراحی دیگر سیستم های میکرو الکترومکانیکی مانند میکرو موتور هم کاربرد داشته باشند.

کلیدواژه ها:

میکرو توربین ، تیر یکسر گیردار چرخان ، نظریه ی کوپل تنش اصلاح شده ، فرکانس طبیعی